Калькулятор расчета ленточного фундамента и арматуры онлайн: Калькулятор ленточного фундамента

Калькулятор расчёта ленточного фундамента

Обустройство несущего основания является наиболее сложным этапом в строительстве частного жилья. От качества возводимого основания зависеть срок эксплуатации будущего строения. После проектирования фундамента выполняется расчёт материалов на его строительство.

Эти работы можно выполнить, как используя обычные математические формулы, так и прибегнув к помощи специальных строительных калькуляторов расчёта.

[CP_CALCULATED_FIELDS id=”40″]

Для проведения расчётов необходимо выбрать форму фундамента и заполнить параметры будущей конструкции. На выбор предоставлено 7 основных форм ленточного фундамента, которые используются как для постройки жилых строений любой сложности, так и для возведения подсобных и хозяйственных помещений.

Если желаемой формы основания не оказалось, то рекомендуем разбить планируемый для возведения фундамент на секции, а уже после провести расчёт для каждой секции в отдельности.

Далее, после выбора типа ленточного фундамента, следует переходить к заполнению полей с параметрами конструкции. Для этого необходимо ввести данные в сантиметрах в 4 основные поля – длина, ширина, высота и толщина ленты.

Ленточный фундамент в форме квадрата или прямоугольника наиболее прост в расчётах

После этого онлайн-программа рассчитает объём бетонной смеси, его вес, общую длину ленты и т. д. Дополнительно рассчитываются данные о количестве арматуры и пиломатериала на опалубку. При расчётах берутся усреднённые значения с запасом. Если требуются более сложные расчёты под конкретный объект, то рекомендуем рассчитать арматуру отдельно.

Важно: онлайн-калькулятор расчёта ленточного фундамента даёт лишь ориентировочный результат. Не следует полностью полагаться на эти данные. Используйте полученные данные как ориентир. Перед заказом материала на объект также рекомендуется рассчитать материал вручную, чтобы обезопасить себя от возможных ошибок.

Как рассчитать фундамент без калькулятора

Прежде чем описать алгоритм расчёта ленточного фундамент следует оговориться, что мы предлагаем примерный расчёт материалов, а не нагрузку дома и самого фундамента на почву. Для выполнения этих действий лучше обратиться в специализированные организации, занимающиеся разработкой проектов.

Ленточные фундаменты сложной формы следует условно разбить на секции для более удобного расчёта

В качестве примера рассчитаем общую длину ленты и объем бетона для фундамента 10×8 м. Высота фундамента будет составлять 70 см при толщине в 30 см. Алгоритм расчёта следующий:

  1. Длина ленты: (10+8)*2=36 м.
  2. Объём бетонной смеси: 36*0,7*0,3=7,56 м3.
  3. Длина продольной арматуры: (36*2)*2=144 м.
  4. Длина поперечной арматуры: (36/0,4)*(0,7*2+0,3*2)=90*(1,4+0,6)=180 м.

Итак, в ходе расчётов мы получили, что для заливки фундамента с такими параметрами потребуется 7,56 кубометров бетонной смеси. Общая длина прутов продольной арматуры будет составлять 144 м исходя из того, что пруты будут располагаться по 2 сверху и снизу. Длина поперечных прутов составляет 180 м при шаге крепления в 0,4 м.

Советы по выбору материалов для обустройства фундамента

Основополагающим материалом, от которого будет зависеть срок эксплуатации и качество несущего основания, является бетонная смесь. При выборе бетона основное внимание следует обращать на марку и класс смеси.

Марка бетона показывает прочность конструкции на сжатие, после того как бетонная смесь будет залита и полностью высохнет. В случае с фундаментом – это 28-30 дней. Например, марка М300 показывает, что этот тип смеси способен выдержать до 300 кг/см2. Класс бетона – это условный показательно прочности бетона на сжатие. Обозначается литерой “B” и числом от 1 до 27,5.

Для заливки фундамента в частном строительстве чаще всего используется бетон марки М300 и М500 в зависимости от предполагаемой нагрузки. Применение более прочных смесей для большинства типов построек необоснованно.

Приобретать бетон лучше непосредственно в готовом виде, т.к. он будет замешан на профессиональном оборудовании, не будет содержать нежелательных примесей и т. д. Для собственноручного замешивания требуется опыт, и умение работать с бетономешалкой.

Особых секретов при выборе материалов на армирование и опалубку нет. Главное, чтобы арматура была не ржавой, а продающая сторона имела сертификат на продукцию. Перед покупкой обязательно проводите расчёт ленточного фундамента с помощью онлайн-калькулятора или вручную. Это позволит сэкономить не только деньги, но и время.

Читайте также:

Расчет арматуры на ленточный фундамент

Ленточный фундамент наиболее распространен при самостоятельном возведении различных построек. Однако заливка в опалубку одного лишь бетонного раствора не делается. Для укрепления фундамента производится его армирование, что значительно усиливает конструкцию и повышает ее несущую способность.

На практике для обустройства такого «проволочного» каркаса используется металлический пруток (можно использовать новейшую композитную арматуру). Он может быть гладким или ребристым, иметь различный диаметр. Но в процессе подготовки к проведению работ необходимо рассчитать арматуру для ленточного фундамента с помощью удобного онлайн-калькулятора. Ведь если его окажется значительно больше, то куда потом девать излишки? А если не хватит, то это задержка, простой, потеря времени.

Что учесть при расчете

  1. Любой металл подвержен коррозии. Следовательно, надежность конструкции, в которой он был использован, при его прямом контакте с водой резко снижается. В процессе монтажа, а также при дальнейшей эксплуатации бетон частично начинает крошиться. Плюс к этому, в него с разной степенью интенсивности (в зависимости от марки, наличия или отсутствия различных добавок, качества гидроизоляции) постепенно впитывается влага. Для защиты от нее арматуры каркас монтируется таким образом, чтобы все его части (прутки) отстояли от поверхности заливки примерно на 50 мм. Причем с любой стороны – с боков, сверху, снизу.
  2. Нагрузка на вертикальные (и поперечные) части каркаса (прутки) ниже, чем на продольные. Поэтому для экономии можно использовать продукцию с меньшим диаметром. Обычно для ленточного монолита частного строения берут пруток 10 или 12 мм (для продольной укладки) и 6 или 8 мм – для вертикальной и поперечной.
  3. Если лента имеет разную ширину (например, по периметру и внутри строения, под несущие перегородки), то расчет производится отдельно для каждой части.
  4. Соединение продольных элементов делается с взаимным перекрытием – примерно на 50 см. Следовательно, длина каждого последующего прутка «уменьшается» на эту величину.
  5. При заливке бетона каркас «распирает» под тяжестью раствора, особенно если использован заполнитель с крупными фракциями. Поэтому для укрепления конструкции дополнительно из этого же прутка по всему периметру ставятся скобы (в виде буквы «П»), которые «стягивают» боковые стенки «решетки».
  6. Количество рядов по горизонтали и вертикали зависит от параметров ленты – ее ширины и глубины закладки (высоты). Чтобы не заниматься вычислениями по формулам, в которых и не каждый разберется, используют ориентировочные данные. Для небольших частных построек этого вполне достаточно.

Расстояние между прутками в горизонтальной плоскости выбирается так, чтобы между ними было не более 25 – 30 см. Как правило, они укладываются по 4 штуки в ряд. Между вертикальными элементами (и поперечными) – от 30 до 60 см по всей ленте.

Расчет производится на основании проекта, по которому будет возводиться дом. Исходными данными являются параметры монолита. Все данные замеров, во избежание путаницы, записываются в метрах.

Калькулятор расчета

Приведем сам алгоритм, выбрав произвольные данные. Подставить истинные их значения для конкретной конструкции труда не составит.

  • Измеряется длина ленты – L. Вдоль нее будет уложено в одном ряду, к примеру, 4 прутка. Допустим, таких рядов, в соответствие с глубиной заливки, будет 3. Следовательно, общая длина прутка = L х 4 х 3.
  • Количество мест соединений продольных элементов 24. Мы знаем, что каждое из них «уменьшает» пруток на длину перекрытия. Следовательно, получается: 50 см х 24 = 120 см = 12м.
  • По всей длине нужно уложить скобы, поперечные и вертикальные прутки.
  • Общая длина материала получается:

(L х 4 х 3) + 12 м + (длина поперечин, умноженная на их количество) + (длина вертикальных прутков х на количество) + (длина скобы х на количество).

Но это, если вся конструкция собирается из материала одного и того же сечения. В случае использования прутков различных диаметров подсчет ведется для каждого из них отдельно. Весь процесс армирования подробно описан в этой статье.

При наличии внутренних несущих стен для их основания вычисления проводятся по той же методике.

Несколько советов:

  • Ребристый пруток (в отличие от гладкого) более надежно «сцепляется» с бетонным раствором.
  • Необходимо выбирать прутки такой длины, чтобы при их продольной укладке было как можно меньше стыков.
  • Соединения по углам ленты не допускаются. Только – изгиб прутков.
  • Материала для арматуры нужно брать чуть больше требуемого, так как отрезки прутков могут понадобиться и для других целей. Например, установить закладные при облицовке газобетонных стен кирпичной кладкой. Вариантов много, поэтому нужно учесть все нюансы строительства, чтобы не ездить на закупки по несколько раз.

сбор нагрузок, онлайн калькулятор, примеры и таблицы

Расчет фундамента — это важнейший вопрос, с которого должно начинаться строительство. От правильности сооружения основания постройки в будущем будет зависеть ее долговечность, да и вообще безопасность проживания.

Полный расчет фундамента является достаточно сложной задачей, доступной только для специалистов, но упрощенный расчет дает возможность обеспечить необходимый уровень надежности.

В действующих нормативных документах изложены основные правила таких расчетов, что и следует учитывать при планировании частного строительства (смотрите: типы частных домов).

Принципы расчетов

Расчет фундамента строения включает определение таких важнейших параметров, как заглубление, площадь опоры на грунт, размеры основания. Он должен учитывать все определяющие факторы – геофизические характеристики грунта, климатические особенности, величины и направленность нагрузок, в том числе от веса всех элементов строения и самого фундамента.

Необходимые исходные данные следует брать у организаций, специализирующихся на геологических изысканиях, а также из проверенных источников.

Прежде чем приступить к строительству, необходимо определить потребность в бетоне, армирующих элементах и других материалах. Возведение фундамента нельзя останавливать на середине, а потому расчеты должны помочь правильно закупить нужное их количество.

Следует учитывать, что расчеты несколько различаются для разных типов фундаментов. Свои методики существуют для ленточных, столбчатых, плитных и свайных вариантов оснований. При отсутствии достоверных данных о состоянии грунта в месте закладки дома, придется проводить геологические исследования с привлечением специалистов.

Учет состояния грунта

Несущая способность грунта считается важнейшей характеристикой, определяющей тип и размеры фундамента. Она, прежде всего, зависит от его плотности и структуры. Оценить ее можно по сопротивлению нагрузкам – Rо, указывающей какая нагрузка на единицу площади допустима без его проседания (на поверхностном уровне). Выражается Rо в кг/см² и считается табличной, т.е. справочной, величиной.

Величина сопротивления зависит от пористости (плотности) почвы и ее увлажненности. В таблице ниже приведены значения этого показателя для наиболее типичных почв.

Значения сопротивления нагрузке для некоторых типов грунта:

Характер грунтаКоэффициент
пористости
Ro ,
кг/см²
СухиеВлажные
Супеси0,5
0,7
3,1
2,6
3,1
2,0
Суглинки0,5
0,7
1,0
3,0
2,6
2,0
2,4
1,8
1,1
Глины0,5
0,6
0,8
1,0
6,0
5,0
3,1
2,6
4,2
3,0
2,0
1,2

Достаточно высоким сопротивлением обладают гравийные и щебневые грунты – 4-5 и 4,4-6 кг/см², соответственно, в зависимости от глинистого или песчаного наполнения. Крупнозернистый песчаник имеет Rо 3,6-4,4 кг/см², песчаник средней зернистости – 2,6-3,4 кг/см², мелкозернистый песчаник – 2-3 кг/см² в зависимости от увлажненности.

С увеличением глубины залегания пласта меняется плотность грунта, а значит, и сопротивление нагрузкам. Его значение на разных глубинах (h) можно определить по формуле R=0,005R0(100+h/3).

При определении заглубления фундамента важную роль играют такие параметры состояния грунта:

  1. Уровень расположения грунтовых вод. Фундамент не должен доходить до водного пласта. Этот параметр часто становится определяющим для выбора типа основания. В частности, при высоком расположении вод приходится возводить плитный фундамент.
  2. Глубина зимнего промерзания грунта. Подошва фундамента должна располагаться на 30-50 см ниже уровня промерзания. Дело в том, что при замерзании грунт сильно вспучивается, что создает выталкивающую нагрузку на основание.
  3. Уровень залегания высокопучинистых пластов. Фундаментную подошву нельзя упирать в такой грунт, а значит, его следует пройти насквозь.

Заглубление фундамента частного дома обычно не рассчитывается, т.к. требует использования сложной методики. Его выбор осуществляется, исходя из указанных практических рекомендаций.

Расчет опорной площади

При выборе фундамента важно правильно определить минимально допустимую площадь его опоры на грунт. Ее можно вычислить по формуле S= γn · F / (γc · Rо), где:

  • γc – коэффициент эксплуатационных условий;
  • γn – коэффициент запаса надежности, принимаемый равным 1,2;
  • F – полная (суммарная) нагрузка на грунт.

Коэффициент эксплуатационных условий (условий работы) зависит от характера грунта и сооружения. Так, на глинистых почвах для кирпичных конструкций он принимается равным 1,0, а для деревянных – 1,1.

В случае песчаного грунта: γc равен 1,2 при больших и длинных строениях, жестких небольших домах; 1,3 – для любых маленьких построек; 1,4 – для больших не жестких домов.

Сбор нагрузок на грунт (F)

Вес сооружения

Основу расчета составляет нагрузка, возникающая от веса всех элементов сооружения, включая сам фундамент. Конечно, подсчитать точно массу всех конструктивных деталей достаточно сложно, а потому принимаются средние значения удельного веса, отнесенного к единице площади поверхности.

Стеновые конструкции:

  • каркасные дома с утеплителем при толщине стены 15 см – 32-55 кг/м²;
  • бревенчатый и брусчатый сруб – 72-95 кг/м²;
  • кирпичная кладка толщиной 15 см – 210-260 кг/м²;
  • стены из железобетонных панелей толщиной 15 см – 305-360 кг/м².

Перекрытия:

  • чердак, деревянное перекрытие, пористый утеплитель – 75-100 кг/м²;
  • то же, но с плотным утеплителем – 140-190 кг/кв.м;
  • напольное перекрытие (цокольное), деревянные балки – 110-280 кг/м²;
  • перекрытие бетонными плитами – 500 кг/м².

Крыша:

  • металлическая кровля из листа – 22-30 кг/кв.м;
  • рубероид, толь – 30-52 кг/кв.м;
  • шифер – 40-54 кг/кв.м;
  • керамическая черепица – 60-75 кг/кв.м.

Расчет веса сооружения с учетом приведенных удельных весов сводится к определению площади соответствующего элемента и перемножении ее на данный показатель. В частности, для получения площади стен надо знать периметр дома и высоту стен. При расчете кровли необходимо учитывать угол ската.

Вес фундамента и снеговая нагрузка

Площадь опоры сооружения определяется на уровне подошвы, а значит, в суммарной нагрузке на грунт необходимо учитывать еще и вес фундамента. Методика расчета зависит от его типа:

  1. Ленточный фундамент. Прежде всего, определяется заглубление (Нф), которое должно быть ниже уровня промерзания. Например, при уровне 1,3 м нормальное заглубление составляет 1,7 м. Затем, определяется периметр ленты (Р), как 2(а+в), где а и в – длина и ширина дома, соответственно. Ширина ленты (bл) выбирается с учетом толщины стены. В среднем она составляет 0,5 м. Соответственно, объем ленточного фундамента V=P x bл х Нф. Умножив его на плотность армированного бетона (в среднем 2400 кг/м³), получим расчетный вес ленточного фундамента.
  2. Столбчатый фундамент. Расчет ведется на каждую опору. Вес одного столба определится, как произведение плотности бетона на объем заливки (V=SxНф, где S – площадь столба). Кроме того, обязательно учитывается вес ростверка, который рассчитывается аналогично ленточному фундаменту.
  3. Для определения веса монолитной бетонной плиты вычисляется ее объем (V=SxНф, где S – площадь плиты). Заглубление обычно составляет порядка 40-50 см.

В зимнее время нагрузка на грунт может значительно увеличиться за счет скопления снега на кровле. Принято считать, что при скате кровли с углом более 60 градусов, снег не накапливается, и снеговую нагрузку можно не учитывать.

При меньшем угле наклона крыши учитывать ее необходимо. Многолетние наблюдения дают такие параметры этой нагрузки:

  • северные районы – 180-195 кг/м²;
  • средняя полоса РФ – 95-105 кг/м²;
  • южные регионы – до 55 кг/м².

После определения всех указанных весовых параметров можно приступить к расчету минимальной площади подошвы по вышеприведенной формуле. Полная нагрузка на грунт (F) определится, как сумма веса стен, перекрытий, кровли, фундамента и снеговой нагрузки.

При расчете столбного и свайного фундамента суммарная нагрузка делится на количество опор, т.к. ростверк равномерно распределяет ее на опоры.

Расчет потребности в бетоне

Работы по заливке бетона нельзя останавливать, не закончив их полностью. Для этого важно правильно оценить потребность в нем. Расчет необходимого количества проводится с учетом типа фундамента:

  1. Ленточный вариант. Порядок расчета можно рассмотреть на примере. Фундамент делается для дома размером 6х8 м. Глубина промерзания грунта составляет 1 м, а потому заглубление выбираем 1,4 м. Ширина ленты (уточненная по расчету минимальной площади опоры) – 0,5 м. Объем фундамента составит V=PxbлхНф, т.е. (2х6х8)х1,4х0,5=67,2 м³. Рекомендуется взять запас порядка 8-10 процентов. Окончательно, для данного фундамента потребуется 74 м³ бетона.
  2. Столбчатый тип. Если опора имеет прямоугольное сечение, то площадь ее определится, как произведение двух сторон. При возведении столба круглой формы применяется известная формула расчета окружности S=3. 14R2, где R – радиус столба.
  3. Плитный фундамент. Объем определяется по формуле для правильного параллелепипеда, т.е. V=axbxHф, где а и b – размеры сторон плиты (м). Например, для дома 6х8 м при заглублении 0,4 м объем составит 19,2 м³.

Несколько сложнее учесть дополнительную потребность в бетоне при формировании ребер жесткости на плитном основании. Они изготавливаются обычно с шагом 2 м, причем по краям они располагаются обязательно.

Для выбранного примера количество ребер по длине составляет 4, а по ширине 3. Общая длина этих элементов составит (8х4)+(6х3) =50 м. Наиболее характерная ширина и высота ребра – 0,1 м. Следовательно, общий дополнительный объем бетона составит 50х0,1х0,1=0,5 м³.

[stextbox id=’warning’]Советуем почитать: Марка бетона и пропорции для фундамента частного дома[/stextbox]

Расчет потребности арматуры

Перед началом работ важно правильно оценить и потребность материалов для обеспечения армирования фундамента. Расчет проводится следующим образом.

Ленточный фундамент

Для него обычно используется 2 горизонтальных ряда стальной арматуры периодического профиля диаметром 10-14 мм.

Для вертикальной и поперечной увязки можно применять гладкие стержни диаметром 8-10 мм.

Связка стержней между собой обеспечивается стальной вязальной проволокой.

Пример расчета для дома 6х8 м. Общая длина фундамента – 28 м. Для продольного армирования используется арматура диаметром 12 мм, и она укладывается по 2 штуки в каждом ряду (в сечении – 4 штуки). Стандартная длина стержней – 6 м.

При соединении применяется нахлест в 0,2 м, а стыков потребуется на 28 м не менее 5. Для горизонтальной армировки нужно 28х4=112 м. Дополнительно, на нахлесты – 5х4х0,2=4 м. Общий итог – 116 м.

Для вертикальной увязки нужны стержни диаметром 8 мм. При высоте фундамента 1,4 м длина каждого стержня составит 1,2 м. Устанавливаются они с шагом 0,6 м, т.е. количество стержней на всю длину 2х28/0,6=94 штуки.

Общая длина составит 94х1,2=113 м. В поперечном направлении связка обеспечивается в тех же точках. При ширине ленты 0,4 м длина каждого стержня составляет 0,3 м. Потребность определится, как 94х0,3=29 м. Общая потребность в арматуре диаметром 8 мм составит 142 м.

Потребность в вязальной проволоке определяется по количеству узлов. В одном сечении их 4 штуки, а общее количество 4х28/0,6 =188. Для одной связки потребуется порядка 0,3 м проволоки. Суммарная потребность – 0,3х188=57 м.

[stextbox id=’warning’]Еще по теме: Правила армирования ленточного фундамента[/stextbox]

Расчет онлайн размеров, потребности арматуры и бетона

Столбчатый

Арматура устанавливается в вертикальном положении (стержни диаметром 10-12 мм), увязанные в поперечном сечении стержнями диаметром 6-8 мм. на один столб требуется 4 основных стержня, а увязка производится в 3-х местах.

В рассматриваемом примере (заглубление 1,4 м) для одного столба нужно 4х1,4=5,6 м арматуры периодического профиля диаметром 10 мм. Для поперечной увязки используются стержни длиной 0,3 м.

Их общая потребность 3х4х0,4= 4,8 м. Вязальной проволоки нужно 3х4х0,3 м=3,6 м.

Онлайн расчет размеров, потребности арматуры и бетона

Плитный

Обычно армирование производится из стальных стержней диаметром 6-8 мм, уложенных в виде сетки в один ряд. Шаг укладки составляет 0,3 м. Для дома 6х8 м потребуется по ширине 6/0,3=20 стержней, а по длине – 8/0,3=27 штук.

Общая длина составит (27х6)+(20х8) =382 м. Количество пересечений стержней – 27х20=540, т.е. вязальной проволоки нужно 540х0,3=162 м.

Калькулятор онлайн размеров, а также потребности арматуры и бетона

Правильная заготовка материалов позволяет избежать проблем при строительстве. При покупке их стоит учитывать наличие строительных навыков. Отсутствие опыта может приводить к незапланированным отходам.

[stextbox id=’warning’]Советуем почитать: Устройство фундамента под частный дом своими руками[/stextbox]

Строительство фундамента любого типа требует проведения расчетов. Без учета реальных нагрузок и состояния грунта невозможно обеспечить надежную его конструкцию.

Несоответствие его размеров нагрузкам может привести к проседанию сооружения, а то и к его разрушению. Точный расчет могут провести только специалисты, но необходимый оценочный расчет способен осуществить любой человек.

размеры, арматура и бетона. Фундамент для дома под ключ

ИНФОРМАЦИЯ ПО НАЗНАЧЕНИЮ КАЛЬКУЛЯТОРА

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЕТОВ

Общая длина ленты:

• Длина фундамента по центру ленты с учетом внутренних перегородок

Площадь подошвы ленты:

• Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции

Площадь внешней боковой поверхности:

• Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента

Объем бетона:

• Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом

Вес бетона:

• Указан примерный вес бетона по средней плотности

Нагрузка на почву от фундамента:

• Распределенная нагрузка на всю площадь опоры

Минимальный диаметр продольных стержней арматуры:

• Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты

Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах:

• Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения

Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов):

• Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003

Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов):

• Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.

Величина нахлеста арматуры:

• При креплении отрезков стержней внахлест

Общая длина арматуры:

• Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста

Общий вес арматуры:

• Вес арматурного каркаса

Толщина доски опалубки:

• Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

Кол-во досок для опалубки:

• Количество материала для опалубки заданного размера

Калькулятор расчета ленточного фундамента — расчет арматуры, бетона, опалубки

Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором по расчету количества бетона и арматуры для ленточного фундамента. Расчет материалов для монолитного ленточного фундамента под дом.

Онлайн-калькулятор монолитного ленточного фундамента поможет рассчитать необходимые при строительстве параметры. С его помощью можно уточнить нужные размеры фундамента и опалубки, узнать общий объём материалов, убедиться в соответствии диаметра арматуры нормам и определить расход бетона. Чтобы узнать, подходит ли ленточный тип фундамента для ваших целей, не забудьте проконсультироваться со специалистами.

При расчётах учитываются параметры, приведенные в СНиП 3.03.01-87, СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» и ГОСТ Р 52086-2003.

Ленточный фундамент – это замкнутая монолитная полоса из железобетона, которая проходит под всеми несущими стенами здания. Такое решение позволяет распределить нагрузку здания по всей площади ленты. Основные нагрузки такого фундамента сосредоточены на углах контура. Ленточный фундамент имеет ряд преимуществ перед сплошным: экономия материала, лучшее сопротивление силам вспучивания грунта. Вследствие этого он успешно предотвращает проседание или крен конструкции, построенной на нём.

При строительстве частных домов и других небольших сооружений, ленточный фундамент пользуется большой популярностью. Он достаточно экономичен и позволяет при этом добиться отличных эксплуатационных характеристик.

Ленточные фундаменты бывают нескольких типов. Они делятся на сборные и монолитные, а также на глубокозаглублённые и мелкозаглублённые. Какой ленточный фундамент выбрать? Это зависит от предполагаемой нагрузки, характеристик почвы, доступных материалов и других параметров, в каждом случае индивидуальных. Именно поэтому мы советуем первым делом проконсультироваться со специалистами.

Проектирование фундамента – один из самых ответственных этапов проектирования при строительстве здания. Если фундамент будет недостаточно крепок, это скажется на стабильности всей постройки. А исправлять ошибки фундамента – исключительно трудоёмкая и дорогостоящая работа.

Заполняя поля калькулятора, сверьтесь с дополнительной информацией, отображающейся при наведении на иконку вопроса .

Внизу страницы вы можете оставить отзыв, задать вопрос разработчикам или предложить идею по улучшению этого калькулятора.

Разъяснение результатов расчетов

Общая длина ленты

Она же – периметр фундамента (без учёта толщины, измеряется посередине)

Площадь подошвы ленты

Общая площадь опоры нижней части фундамента на землю. Нуждается в гидроизоляционных материалах.

Площадь внешней боковой поверхности

Общая площадь боковой поверхности фундамента, определяющая количество утеплителя.

Объем бетона

Необходимое количество бетона для заливки фундамента с выбранными параметрами. Указывается приблизительно, так как при заливке возможны уплотнения, а доставка не всегда гарантирует точный объём. Рекомендуем заказывать бетон с десятипроцентным запасом.

Вес бетона

Приблизительный вес бетона при средней плотности.

Нагрузка на почву

Нагрузка, которую оказывает ленточный фундамент на площадь опоры.

Минимальный диаметр продольных стержней арматуры

Рассчитывается по нормативам СНиП. Учитывается относительное содержание продольной арматуры в сечении ленты фундамента.

Минимальное количество рядов арматуры

Для противодействия естественной деформации фундамента под действием сил сжатия и растяжения необходимо устанавливать продольные стержни в разных поясах фундамента (вверху и внизу ленты).

Общий вес арматуры

Вес всех стержней арматуры, вместе взятых.

Величина нахлеста арматуры

Используйте данное значение, если вам придется крепить арматурные стержни внахлест.

Суммарная длина арматуры

Общая длина всех стержней арматурного каркаса, включая нахлёст.

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов)

Определяется исходя из норматив СНиП.

Шаг поперечной арматуры (хомутов)

Чтобы арматурный каркас имел жесткость и не был деформирован, следует учесть правильный шаг поперечной арматуры.

Общий вес хомутов

Масса хомутов, требуемых для строительства всего фундамента.

Минимальная толщина доски опалубки (при опорах через каждый метр)

Необходимая толщина досок опалубки при заданных параметрах фундамента и шаге опор через каждый метр. Рассчитывается исходя из ГОСТ Р 52086-2003.

Количество досок для опалубки

Число досок стандартной длиной 6 метров, которые потребуются для возведения всей опалубки.

Периметр опалубки

Общая протяженность опалубки с учетом внутренних перегородок.

Объем и примерный вес досок для опалубки

Такой объем досок потребуется для возведения опалубки. Вес досок рассчитывается из среднего значения плотности и влажности хвойных пород дерева.

Расчет ленточного фундамента

Расчет фундамента под дом без хлопот

Проектирование фундамента дома – пожалуй, наиболее ответственный процесс на этапе подготовки к возведению дома. Ведь в случае неправильной укладки фундамент деформируется, и это непременно скажется на всей постройке. Последствия могут быть самыми разнообразными: от неравномерной «усадки» до преждевременного появления трещин и разрушения здания. Исправление последствий – сложная и дорогая процедура, поэтому эксперты рекомендуют подойти к расчетам со всей серьезностью.

Если Вы решили сооружать фундамент своими силами, но не хотите отягощать себя сложными подсчетами и формулами, воспользуйтесь онлайн-калькулятором. Он поможет быстро определить его общие размеры, опалубку, количество и диаметр арматуры. Чтобы пользователь не понес лишних затрат на закупки лишних стройматериалов, калькулятор позволяет подсчитать оптимальное количество материалов: цемента, песка, воды и др.

Как пользоваться калькулятором

Составление расчетов проходит в несколько этапов. Все, что нужно сделать – внести данные, которые запрашивает сайт. К ним относится:

  • периметр, ширина, углубленность и высота фундамента;
  • количество рядов арматуры, ее диаметр и число вертикальных перемычек;
  • длину, ширину, углубленность и высоту фундамента для внутренних перестенков;
  • метраж арматуры для внутреннего фундамента;
  • предпочтительная марка бетона для заливки.

После этого остается нажать кнопку «Рассчитать» – и Вы получите всю необходимую информацию для проектирования и закупок. Будет вычислено ориентировочное количество песка, цемента, щебня и других необходимых материалов. На экран будет выведена вся подробная информация от общего объема основания до метража арматуры и строительного бруса для опалубки.

Процесс подсчета онлайн-калькулятором

Предположим, что уже просчитаны все нагрузки для основания, учитывается усредненный показатель веса стен, ветровых нагрузок и др. Когда есть особенности, например, на построенном доме зимой окажется большое количество снега или он находится на открытом пространстве, где скорость ветра – выше среднего, нужно учитывать это на стадии планирования фундамента.

Многие строители предпочитают закупать строительные материалы впрок. Стоит ли считать их с запасом – зависит от того, насколько качественно будет выполнена опалубка. Здесь даже, казалось бы, несущественная погрешность в пару сантиметров заметно отразится на объеме бетона. Поэтому необходимо не отходить от сделанного в начале плана, и лишний раз убедиться в том, что опалубка будет надежно зафиксирована.

Эксперты в области строительства рекомендуют все же заказать на 5-10% бетонной смеси больше. Если же излишки все-таки останутся, можно слить их в бетономешалку и найти ему другое применение.

Алгоритм расчета прутьев арматуры

На выбор количества и характеристики арматуры могут влиять различные факторы. Наибольшее значение имеет вид почвы и глубина фундамента. Для подсчетов метража арматуры калькулятором необходимо учесть:

  1. В каркас основания при возведении одно- или двухэтажного дома, как правило, закладывается 4 прутка. Для получения их суммарной длины нужно умножить на 4 периметр будущей конструкции.
  2. Желательно количество прутьев взять с запасом, ведь для большей надежности многие укладывают их внахлест.
  3. Каждая разновидность фундамента и почвы требует разного количества прутьев и лент.

Если понадобится проволока для вязки, опытными строителями не рекомендуется сваривать для этого прутья арматуры. Впоследствии изменяется молекулярный состав металла. Материал теряет свою несущую способность и теряет устойчивость к физическим воздействиям. Обычную, пусть даже и плотную проволоку, использовать рискованно, она обладает низкой прочностью на разрыв. Наиболее разумное решение – скрутить прутья арматуры между собой.

Подсчет древесины для опалубки

Ее необходимое количество напрямую связано с площадью стен фундамента. Преимущество онлайн-калькулятора – он считает объем строительного леса как под внутренние, так и под внешние стены. Это существенно уменьшает погрешности, которые могут возникнуть уже при строительстве. Как и в случае с материалами для бетонной заливки, деревянные доски лучше покупать в большем количестве, чем нужно, и делать скидку на небольшие погрешности.

При верной установке опалубки после разборки дерево можно использовать и повторно. Для отделки такие доски, скорее всего, не пригодятся, но для обустройства строительных лесов либо чернового пола они подойдут.

Отметим, в онлайн-калькулятор не встроена функция определения нужного количества гвоздей и подпорок для щитов. Принято считать, что на строительных площадках этих материалов хватает в избытке. Но если строительство выполняется на новом месте, где еще нет большого количества специнструментов и расходных материалов, лучше подумать об этом заранее.

Чего ожидать от калькулятора

Все расчеты проводятся согласно строительным правилам, и с помощью их можно за считанные минуты узнать метраж и вес арматуры, доли песка, щебня и цемента. Полученные результаты дают возможность грамотно и компетентно распределить нагрузку на сегменты конструкции. Подсчет опалубки конкретизирует общую длину периметра. Воспользоваться им можно бесплатно.

  1. Благодаря автоматическому вычислению экономятся время, силы и деньги при составлении сметы.
  2. Можно без особого труда оценить сложность предстоящих работ и спрогнозировать сроки строительства.
  3. Правильно рассчитанная арматура – залог высокой прочности и надежности внутреннего каркаса.

Если форма фундамента – простая, то все расчеты будут приближены к точным. Более того, пользователь получит рекомендации относительно объемов закупок и даже количества бетоновозов. Если же планируется уложить основание сложной формы или на специфических почвах, следует выполнить ряд других расчетов.

Расчет материала на фундамент

Строительный калькулятор расхода материалов для фундамента.

Фундамент является важнейшей частью любой постройки. Именно от того, насколько прочным и надежным является фундамент, зависит прочность и долговечность дома, построенного на нем. Поэтому особенно важно правильно рассчитать, какое количество материалов необходимо использовать для его заливки. Однако это не всегда легко получается даже у специалистов. Но сегодня узнать точное соотношение материалов легче, чем когда-либо – достаточно воспользоваться строительным калькулятором расхода материалов для фундамента.

В первом нашем калькуляторе вы можете рассчитать ленточный фундамент в режиме онлайн.

А здесь можете посчитать, какое количество материала вам потребуется для заливки более надежного и мощного плитного фундамента.

Вам придется лишь заполнить несколько граф, после чего узнаете, сколько нужно будет подготовить тонн щебня, цемента и песка, метров арматуры и досок для опалубки. Благодаря этому исключена вероятность создания некачественного фундамента, а также закупки слишком большого количества строительных материалов.

В первую очередь вам нужно указать периметр фундамента. Узнать его очень легко – достаточно использовать рулетку и провести простейшие вычисления. Кроме фундамента нужно также замерить ширину фундамента, высоту подземной и надземной части. Все эти измерения занимают минимум времени и усилий.

Последним этапом является указание марки бетона. На сегодняшний день при строительстве чаще всего используется бетон марки от М-100 до М-300. Чем больше показатель марки, тем более прочным, долговечным и морозостойким является бетон. Однако стоит учитывать, что для получения бетона высоких марок приходится использовать большее количество цемента и меньшее песка. То есть, стоимость строительных материалов стремительно увеличивается.

Поэтому, если вы хотите избежать лишних затрат при устройстве фундамента, будет полезно обратиться к специалистам и рассказать им о том, какой именно дом вы хотите построить. От выбранного материала и количества этажей дома зависит выбор подходящей марки бетона. Когда подходящая марка бетона выбрана, остается указать её в соответствующей графе.

Если при указании размеров будущего фундамента у вас получается дробное число, вводить его следует при использовании точки, а не запятой, для отделения целой части числа от дробной. В противном случае калькулятор не сможет распознать число и провести нужные расчеты.

Когда все данные введены, остается лишь «Рассчитать» и получить точные данные.

Расчет материалов ленточного фундамента.

Укажите необходимые размеры в миллиметрах

Расчет материала на ленточный фундамент.
Расчет материалов для строительства фундамента.
Фундамент для дома расчет материала.

Требуемое количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона различное в каждом конкретном случае.

Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей.
Указывается в мешках.

Не стоит повторять, насколько важно при проектировании дома рассчитать количество строительных материалов для фундамента дома.
Ведь стоимость монолитного фундамента доходит до трети стоимости дома.

Что можно узнать:

Площадь основания фундамента (например, для определения количества гидроизоляции, чтобы накрыть готовый фундамент)
Количество бетона для фундамента и плит перекрытия или заливки пола подвала (вот будет весело, когда из-за элементарной ошибки в умножении не хватит бетона)
Арматура — количество арматуры, автоматический расчет ее веса, исходя из ее длины и диаметра
Площадь опалубки и количество пиломатериала в кубометрах и в штуках
Площадь всех поверхностей (для расчета гидроизоляции фундамента) и боковых поверхностей и основания
Добавлен расчет стоимости стройматериалов фундамента.

Так же программа нарисует чертеж фундамента.
Надеюсь, что сервис будет полезен тем, кто строит фундамент своими руками и специалистам-строителям.

Состав бетона.

Пропорции и количество цемента, песка и щебня для приготовления бетона по умолчанию даны справочно, как рекомендуют производители цемента.
Так же как и цена на цемент, песок, щебень.

Однако состав готового бетона сильно зависит от размеров фракций щебня или гравия, марки цемента, его свежести и условий хранения. Известно, что при длительном хранении цемент теряет свои свойства, а при повышенной влажности качество цемента ухудшается быстрее.

Расчет материала на фундамент/

Обратите внимание, что стоимость песка и щебня указывается в программе за 1 тонну. Поставщики же объявляют цену за кубический метр песка, щебня или гравия.

Удельный вес песка зависит от его происхождения. Например, речной песок тяжелее карьерного.
1 кубический метр песка весит 1200—1700 кг, в среднем — 1500 кг.

С гравием и щебнем сложнее. По различным источникам вес 1 кубического метра от 1200 до 2500 кг в зависимости от размеров. Тяжелее — более мелкий.

Так что пересчитывать цену за тонну песка и щебня вам придется самостоятельно или уточнять у продавцов.

Однако расчет все же поможет узнать ориентировочные расходы на строительные материалы для заливки фундамента. Не забудьте еще проволоку для вязки арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку строительных материалов, расходы на земляные и строительные работы.

Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента.

Информация по назначению калькулятора.

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозагубленный и глубокозагубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация .

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Общие сведения по результатам расчетов.

  • Общая длина ленты — Периметр фундамента.
  • Площадь подошвы ленты -Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
  • Площадь внешней боковой поверхности — Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
  • Объем бетона — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
  • Вес бетона — Указан примерный вес бетона по средней плотности.
  • Нагрузка на почву от фундамента — Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.
  • Минимальный диаметр продольных стержней арматуры — Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
  • Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах — Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
  • Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов) — Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003.
  • Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов) — Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
  • Величина нахлеста арматуры — При креплении отрезков стержней внахлест.
  • Общая длина арматуры — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
  • Общий вес арматуры — Вес арматурного каркаса.
  • Толщина доски опалубки — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
  • Кол-во досок для опалубки — Количество материала для опалубки заданного размера.

Рекомендация: Это всего лишь обзорная статья, из нее узнаете о том как сделать расчет материала на фундамент. Вы конечно сможете сделать примерный расчет, но он будет очень далек от истины как небо и земля. Зачем вам это нужно? Не проще ли, и не разумнее ли, обратиться к профессионалам. Пусть они сделают свою работу.

Таблица

для расчета конструкции ленточных опор в Excel

Проектирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент здесь определяется как длинный и узкий бетонный фундамент, который выдерживает нагрузки от ряда линейных колонн или точек нагрузки. Иногда это называют балкой уклона. Эту таблицу нельзя использовать для проектирования опор стен, выдерживающих линейную универсально распределенную нагрузку. Для этого можно использовать нашу таблицу проектирования настенных опор.

Ленточные фундаменты очень часто используются для складов и других длинных сооружений с большим количеством близко расположенных или слабо загруженных колонн или точек погрузки.В этих случаях колонны расположены настолько близко друг к другу, что отдельные опоры в любом случае начнут сливаться, поэтому более уместен сплошной длинный узкий ленточный фундамент.

Ленточный фундамент работает так же, как и любой другой бетонный фундамент. Сосредоточенные нагрузки от небольших колонн передаются на бетонный ленточный фундамент, который распределяет эту нагрузку на большую площадь. Ленточный фундамент должен быть достаточно широким, чтобы достаточно распределять нагрузку, чтобы не превышалась несущая способность нижележащих грунтов.

Электронная таблица Excel для проектирования опор для полос CivilWeb — исходные данные

Сначала проектировщик должен ввести детали загрузки. Сюда входят размер и расстояние между колоннами или точками нагрузки, действующими по длине ленточного фундамента. Эти расстояния и нагрузки обычно определяются как часть проекта надстройки и не могут быть легко изменены проектировщиком фундамента. Таблицу можно использовать для анализа до 16 различных точек нагрузки, например столбцов. Эти 16 точек нагрузки могут быть размещены в любом месте ленточного фундамента и могут быть любого размера.Они могут включать осевые, горизонтальные и моментные нагрузки в обоих направлениях для анализа любых возможных условий нагружения.

Затем проектировщик должен ввести пробную длину и ширину предлагаемого ленточного фундамента. Электронная таблица Excel для проектирования опор CivilWeb проанализирует размер пробного фундамента и определит, действительный он или нет. Этот пробный размер дизайнер может взять из аналогичных проектов или из собственного опыта. Его можно изменить после проведения первоначального анализа для оптимизации конструкции.Электронная таблица также создает полезный динамический чертеж предлагаемого ленточного фундамента, который показывает проектировщику, что именно анализируется. Это позволяет избежать любого риска путаницы по поводу назначения входных данных.

Затем проектировщик должен ввести расчетные параметры грунта. В электронной таблице Excel для расчета конструкции ленточных опор CivilWeb выполняется простой анализ фундамента с учетом максимально допустимой несущей способности нижележащих грунтов. Несущая способность грунта может быть получена из типовых значений или из опыта предварительного проектирования.Перед окончательным проектированием необходимо проверить максимально допустимую несущую способность грунта с помощью испытаний грунта на месте. Простая в использовании электронная таблица, такая как таблица несущей способности грунта CivilWeb, может использоваться для завершения подробного анализа несущей способности почвы для использования в окончательном проекте.

Максимально допустимая несущая способность обычно ограничивает максимальное оседание 25 мм. Однако некоторые глинистые почвы могут оседать больше, чем это, даже если давление подшипника под фундаментом не превышает несущей способности почвы.Ленточные фундаменты также могут быть подвержены неравномерной осадке, если длинная полоса перекрывает участки с разными почвами. В этих случаях можно провести отдельный анализ расчетов с использованием простой таблицы расчетов, такой как таблица расчета расчетов CivilWeb Foundation.

После того, как проектировщик ввел данные о нагрузке, геометрическом и грунтовом расчете, в электронной таблице CivilWeb Strip Footing Design Excel рассчитываются опорные давления под фундаментом и проверяется, превышают ли они несущую способность грунта.Электронная таблица завершает анализ в соответствии с BS EN 1997 или BS 8004. Электронная таблица также представляет результаты анализа с использованием уникальных инструментов анализа, которые показывают разработчику, где именно можно оптимизировать конструкцию.

После того, как проектировщик оптимизировал размеры ленточного фундамента, электронная таблица проектирования ленточных опор CivilWeb спроектирует необходимое армирование. В электронной таблице рассчитываются максимальные изгибающие моменты и поперечные силы, действующие на фундамент.Затем это можно использовать для проектирования армирования. В электронную таблицу включены уникальные инструменты выбора арматуры, которые показывают проектировщику, какая именно комбинация размеров и расстояний арматурных стержней лучше всего подходит для данного конкретного фундамента.

Таблица проектирования опор CivilWeb, наконец, представляет дизайнеру удобную сводку проектной информации, выделяя те области, в которых конструкции недостаточно. В электронной таблице также нарисован динамический чертеж армирования фундамента, который можно использовать в проекте на этапе строительства.

Расчетная таблица опор для полос CivilWeb в Excel

Электронная таблица Excel для проектирования ленточных опор CivilWeb выполняет все расчеты, необходимые для завершения проектирования ленточного фундамента в соответствии с BS EN 1997 или BS 8004. Электронная таблица включает ряд уникальных инструментов проектирования, которые позволяют проектировщику выполнить полную оптимизацию конструкции. за считанные минуты, что позволяет сэкономить много часов работы над каждой конструкцией ленточного фундамента.

Таблицу Excel для проектирования опор CivilWeb можно приобрести всего за 20 фунтов стерлингов.

Фундаментные системы для высотных сооружений

Фундамент с раздвижным фундаментом — это компоненты фундамента, которые передают свои нагрузки на грунт только за счет нормальных напряжений и касательных напряжений. Фундаменты с насыпью — это одинарные, ленточные или плотные фундаменты. Требование к разложенным фундаментам — это несущая способность подпочвы под основанием фундамента. Если недра имеет недостаточную несущую способность, требуется улучшение грунтовых или альтернативных систем фундамента.

В основном, глубина уровня фундамента указывается для обеспечения незамерзания фундамента. В Германии это минимум 80 см от поверхности. Информация о различной региональной глубине промерзания содержится в [1–3].

При подготовке уровня фундамента необходимо избегать следующих инцидентов:

  • Выщелачивание
  • Снижение насыпной плотности за счет заносной воды
  • Мацерация
  • Циклическое замораживание и размораживание

Перед установкой слепящего бетона уровень фундамента должен быть проверен геотехником.

3,1
Фундамент однополосный и ленточный

Для выемки одиночных нагрузок, таких как колонны, используются одиночные фундаменты. Ленточные фундаменты используются для линейных нагрузок. Оба типа раздвижных фундаментов могут быть спроектированы с армированием или без него, при этом следует отдавать предпочтение усиленным фундаментам из-за их большей прочности. На Рисунке 3.1 показаны два типа фундаментов.

Как правило, достаточно проектирования одинарных и ленточных фундаментов на основе контактного давления.В большинстве случаев контактное давление можно определить методом трапеции напряжений. Деформации грунта и здания, а также взаимодействие грунта и конструкции не учитываются.

Рисунок 3.1

Одинарный и ленточный фундамент.

3,2
Плотные фундаменты

Фундаменты на плотах используются, когда сетка нагрузок плотная и деформации основания и конструкции должны быть гомогенизированы. Плотный фундамент можно использовать как часть так называемого белого желоба или в сочетании с дополнительной системой уплотнения (например.ж., слои битума) для предотвращения притока грунтовых вод [4–7].

Толщина железобетонной плиты зависит от изгибающего момента, а также от продавливания (сосредоточенных нагрузок). Увеличивая толщину плиты или укладывая бетонные полы, можно избежать сдвиговой арматуры. Чтобы предотвратить проникновение грунтовых вод или отразить погодные условия, ширина трещин в бетоне должна быть ограничена. В любом случае монтаж строительных швов, компенсационных швов и осадочных швов должен быть точно спланирован и контролироваться на этапе строительства.

3,3
Геотехнический анализ
3.3.1
Основы

Две разные теоретические модели используются для геотехнического анализа SLS и ULS. Для анализа предельного состояния устойчивости (SLS) рассматривается линейно-упругое поведение материала грунта. Напротив, для расчета предельного состояния по пределу прочности (ULS) рассматривается поведение жестко-пластичного материала грунта. Эта проблема с фондами распространения поясняется на Рисунке 3.2.

В соответствии с техническими стандартами и регламентами необходимо проанализировать следующие инциденты [8–11]:

  • Общая устойчивость
  • Раздвижной

    Рисунок 3.2

    Кривая нагрузки-расчета для насыпного фундамента.

  • Базовый отказ
  • Коллективное разрушение грунта и конструкции
  • Вырубка, прессование
  • Разрушение конструкции в результате движения фундамента
  • Крупные поселки
  • Большое поднятие из-за морозов
  • Недопустимые колебания

Если основания насыпи расположены в районе насыпей, необходим анализ провала откоса. Необходимо учитывать все возможные механизмы разрушения (круги скольжения, сложные механизмы разрушения) [12–14].

В простых случаях и при определенных условиях геотехнический анализ насыпного фундамента может быть выполнен на основе стандартных табличных значений. Стандартные табличные значения учитывают анализ защиты от отказов и вредных осаждений [10].

3.3.2
Распределение контактного давления

Знание распределения контактного давления является основой для анализа разложенного фундамента. Доступны следующие процедуры расчета [15,16].

  • Распределение контактного давления под жестким фундаментом по Буссинеску [17]
  • Метод трапеции напряжения
  • Метод определения модуля реакции грунтового основания
  • Метод модуля жесткости
  • Численные методы, например, метод конечных элементов

Распределение контактного давления под жестким фундаментом согласно Буссинеску (a) теоретически предлагает бесконечно большие напряжения на краю фундамента, которые не могут возникнуть из-за процессов переноса в подпочве под фундамент.Этот способ применим только в простых случаях.

Самой простой процедурой является метод трапеции напряжений (b), поскольку предполагается только линейное распределение напряжений. Распределение контактного давления как следствие метода трапеции напряжений является полезным подходом при использовании небольших фундаментов и небольших глубин фундаментов.

Метод модуля реакции земляного полотна (c) и метод модуля жесткости (d) подходят, если глубина фундамента большая. Может использоваться для одинарных, ленточных и плотных фундаментов.Используя метод модуля реакции земляного полотна, грунт рассматривается как система независимых пружин. Равномерная нагрузка приводит к равномерной осадке без отстойника. Используя метод модуля жесткости, грунт рассматривается как упругое полупространство с системой связанных пружин. Равномерная нагрузка приводит к отстойнику. Метод модуля жесткости позволяет получить наиболее реалистичное распределение контактного давления.

Методы расчета (a) — (d) являются приблизительными решениями для определения распределения контактного давления под разложенным фундаментом.Этих методов обычно достаточно для анализа. Наиболее реалистичное распределение контактного давления дает численный анализ, поскольку можно учитывать жесткость конструкции, а также нелинейное поведение материала в грунте.

Распределение контактного давления зависит от жесткости фундамента, а также от соотношения между нагрузкой и устойчивостью грунта [18]. Возможные распределения контактного давления показаны на рисунке 3.3. Случай (а) показывает распределение контактного давления при плохом использовании несущей способности. Когда нагрузка приближается к несущей способности, могут возникнуть два разных механизма отказа. В случае (b) нагрузка приводит к пластиковому шарниру внутри фундамента, который вызывает перераспределение контактного давления. В этом случае несущая способность фундамента зависит от вращательной способности пластиковой петли. В случае (c) нагрузка приводит к перераспределению контактного давления к центру фундамента, что приводит к разрушению основания.

Если фундамент не обладает достаточной пластичностью, происходит хрупкое разрушение, превышающее внутреннюю несущую способность, например, пробивка. Перераспределения контактного давления не произойдет.

Предположение о постоянном распределении контактного давления дает безопасные результаты для анализа ULS. Для анализа SLS предположение о постоянном распределении контактного давления приводит к небезопасным результатам.

Рисунок 3.На фиг.4 показана осадочная впадина, распределение контактного давления и кривая момента в зависимости от нагрузки. С увеличением нагрузки в центре сильно увеличиваются постоянные осадки под фундаментом. При этом контактное давление, которое сосредоточено в приграничной зоне, смещается к центру фундамента. Изгибающие моменты сосредоточены под нагрузкой.

Рисунок 3.3

Распределение контактного давления при одиночном фундаменте.а) упругое поведение фундамента и грунта; (б) Пластиковая петля в фундаменте; (c) Разрушение базы. (Из Катценбаха и др., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

3.3.2.1
Жесткость системы

Для определения переменной внутренней силы необходимо проанализировать контактное давление, которое зависит от соотношения жесткости конструкции и жесткости грунта.

Рисунок 3.4

Качественная динамика деформаций и напряжений одиночного фундамента в зависимости от его нагрузки. а) деформация; (б) контактное давление; (c) изгибающий момент. (Из Катценбаха и др., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

Рисунок 3.5

Распределение контактного давления для мягких (а) и жестких (б) фундаментов.

Таблица 3.1

Различие между вялым и жестким основанием

К ≥ 0,1

Жесткий фундамент

0,001 ≤ К <0,1

Промежуточный участок

К <0,001

Фундамент Limp

Для мягких оснований распределение контактного давления соответствует распределению нагрузки.Для жестких оснований возникает нелинейное распределение контактного давления с высокими краевыми напряжениями (рисунок 3.5). Различие между мягким и жестким фундаментом определяется жесткостью системы K согласно Кани, которая является величиной для оценки взаимодействий между конструкцией и фундаментом (уравнение 3.1). Дифференциация приведена в таблице 3.1 [16,21]. Жесткость системы K определяется согласно уравнению 3.2. Он определяется высотой компонента h, длиной l и модулем упругости строительного материала E B , который находится в упругом изотропном полупространстве (рисунок 3.6) [16–20]:

3.1
K = жесткость конструкции; жесткость грунта.

3,2
K = EB⋅IBEs⋅b⋅l3 = EB⋅b⋅h412Es⋅b⋅l3 = 112⋅EBEs⋅ (hl) 3

где:

E B

= модуль упругости конструкции [кН / м 2 ]

I B

= геометрический момент инерции раскладываемого фундамента [м 4 ]

E с

= эдометрический модуль упругости грунта [кН / м 2 ]

б

= ширина развернутого фундамента [м]

л

= длина развернутого фундамента [м]

ч

= высота разложенного фундамента [м]

Рисунок 3.6

Размеры для определения жесткости системы.

Фундаменты с круглой шириной с высотой элемента h и диаметром d имеют системную жесткость K в соответствии с

.

3.3
К = 112⋅EBEs⋅ (hd) 3

При расчете разложенного фундамента обычно используется только жесткость компонента фундамента, чтобы учесть жесткость здания. Жесткость подъемной конструкции учитывается только в особых случаях.

Для слабых оснований (K <0.001) осадка в характерной точке такая же, как осадка жесткого разложенного фундамента (рисунок 3.7). Характерная точка для прямоугольных фундаментов находится на 0,74 полуширины наружу от центра. Для фундаментов с круговым расширением характерная точка находится на 0,845 радиуса наружу от центра.

Независимо от положения и размера груза жесткие раздвижные фундаменты сохраняют свою форму. Распределение контактного давления имеет сильно нелинейный характер с большими краевыми напряжениями (Рисунок 3.5).

Рисунок 3.7

Характерная черта прямоугольного раскладного фундамента.

Для жестких раздвижных фундаментов, одинарных фундаментов и ленточных фундаментов большой толщины распределение контактного давления может быть определено по Буссинеску или методом трапеции напряжений [16]. В противном случае необходимы более подробные исследования или достаточно консервативные предположения, которые «на всякий случай».

3.3.2.2
Распределение контактного давления под жестким фундаментом согласно Boussinesq

Основываясь на предположении, что недра моделируется как упругое изотропное полупространство, в 1885 году Буссинеск разработал уравнения, которые можно использовать для жестких оснований в простых случаях [17].

Распределение контактного давления под жестким ленточным фундаментом шириной b определяется уравнением 3.4 (рисунок 3.8). Для эксцентрической нагрузки с эксцентриситетом e Боровицка улучшила следующие уравнения [22]:

3,4
σ0 = 2⋅Vπ⋅b⋅11-ξ2, где ξ = 2⋅xb

3.5
e≤b4, σ0 = 2⋅Vπ⋅b⋅1 + (4⋅e⋅ξb) 1-ξ2

3,6
e> b4, σ0 = 2⋅Vπ⋅b⋅1 + ξ11-ξ12, где ξ1 = 2x + b-4e2b-4e

Рисунок 3.8

Распределение контактного давления под жестким фундаментом по Буссинеску.

Рисунок 3.9

Распределение контактного давления под жесткими основаниями от центрических нагрузок на упругое изотропное полупространство

Для круглых и прямоугольных фундаментов с жестким разбросом распределение контактного давления можно определить с помощью рисунка 3.9.

На краю разложенного фундамента возникают бесконечно большие напряжения. Из-за предельной несущей способности, обусловленной прочностью грунта на сдвиг, эти пиковые напряжения не могут возникать. Подземный слой пластифицируется по краям фундамента, и напряжения смещаются к центру фундамента [23].

3.3.2.3
Напряжение трапеции

Метод трапеции напряжений — это статически определенный метод, который является самым старым для определения распределения контактного давления. Метод трапеции напряжений основан на теории балок и принципах упругости.

Распределение контактного давления определяется условиями равновесия ΣV и ΣM, без учета деформаций здания или взаимодействия грунта, соответственно. Для расчета грунт упрощается с линейным упругим поведением.Теоретически возможны даже большие краевые напряжения. Обнаружение уменьшения пиков напряжения из-за пластификации невозможно сразу. Все рассуждения основаны на предположении Бернулли о том, что поперечные сечения остаются плоскими.

Сила V является результатом приложенной нагрузки, собственного веса и силы плавучести. Равнодействующая сил и контактных давлений имеет одинаковую линию влияния и одинаковое значение, но указывает в противоположных направлениях. Чтобы определить распределение контактного давления произвольно расположенного основания, уравнение 3.7 используется. Для осей координат используется произвольная прямоугольная система координат, где нулевая точка соответствует центру тяжести подповерхности (рисунок 3.10) [24].

Рисунок 3.10

Система координат контактного давления (метод трапеции напряжений).

3,7
σ0 = VA + My⋅Ix-Mx⋅IxyIx⋅Iy-Ixy2⋅x + My⋅Ix-My⋅IxyIx⋅Iy-Ixy2⋅y

Если оси x и y являются главными осями системы координат, центробежный момент I xy = 0. Уравнение 3.7 упрощается до следующего уравнения 3.8. Если результирующая сила V действует в центре тяжести подпочвы, крутящие моменты M x = M y = 0. Результатом является постоянное распределение контактного давления в соответствии с уравнением 3.9.

3.8
σ0 = VA + MyIy⋅x + MxIx⋅y

3.9
σ0 = VA

Если эксцентриситет результирующих сил V слишком велик, теоретически возникают растягивающие напряжения, которые не поглощаются подпочвенной надстройкой системы. Возникает открытый разрыв. В этом случае уравнения с 3.7 по 3.9 не применимы, и определение максимального контактного давления выполняется в соответствии со следующим уравнением в сочетании с таблицей 3.2:

3.10
σ0, макс = μ⋅VA

Таблица 3.2

Коэффициенты μ для определения максимума контактного давления грунта

0,32

3,70

3,93

4,17

4,43

4,70

4,99

0.30

3,33

3,54

3,75

3,98

4,23

4,49

4,78

5,09

5,43

0.28

3,03

3,22

3,41

3,62

3,84

4,08

4,35

4,63

4,94

5,28

5,66

0.26

2,78

2,95

3,13

3,32

3,52

3,74

3,98

4,24

4,53

4,84

5,19

5,57

0.24

2,56

2,72

2,88

3,06

3,25

3,46

3,68

3,92

4,18

4,47

4,79

5,15

5,55

0.22

2,38

2,53

2,68

2,84

3,02

3,20

3,41

3,64

3,88

4,15

4,44

4,77

5,15

5,57

0.20

2,22

2,36

2,50

2,66

2,82

2,99

3,18

3,39

3,62

3,86

4,14

4,44

4,79

5,19

5.66

0,18

2,08

2,21

2,35

2,49

2,64

2,80

2,98

3,17

3,38

3,61

3,86

4.15

4,47

4,84

5,28

0,16

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,97

3.17

3,38

3,62

3,88

4,18

4,53

4,94

5,43

0,14

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2.48

2,63

2,79

2,97

3,17

3,39

3,64

3,92

4,24

4,63

5,09

0,12

1,72

1,84

1.96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,98

3,18

3,41

3,68

3,98

4,35

4,78

0.10

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,63

2,80

2,99

3,20

3,46

3,74

4.08

4,49

4,99

0,08

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,34

2,48

2,64

2,82

3.02

3,25

3,52

3,84

4,23

4,70

0,06

1,36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2.34

2,49

2,66

2,84

3,06

3,32

3,62

3,98

4,43

0,04

1,24

1,36

1,48

1,60

1,72

1.84

1,96

2,08

2,21

2,35

2,50

2,68

2,88

3,13

3,41

3,75

4,17

0,02

1,12

1,24

1.36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,21

2,36

2,53

2,72

2,95

3,22

3,54

3,93

0.00

1,00

1,12

1,24

1,36

1,48

1,60

1,72

1,84

1,96

2,08

2,22

2,38

2,56

2,78

3.03

3,33

3,70

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0.22

0,24

0,26

0,28

0,30

0,32

e b / b

3.3.2.4
Метод определения модуля реакции земляного полотна

Исторически взаимодействие между грунтом и конструкцией было впервые учтено с помощью метода модуля реакции земляного полотна. Реакция подготовленного земляного полотна в зависимости от изменения формы была сформулирована в девятнадцатом веке Винклером [25].Создан для проектирования железнодорожных путей.

Согласно Винклеру, упругая модель грунта, которую также называют полупространством Винклера, представляет собой пружинную модель, где в любой точке контактное давление σ 0 пропорционально осадке s (уравнение 3.11). Константа пропорциональности k s называется модулем реакции земляного полотна. Модуль реакции земляного полотна можно интерпретировать как пружину из-за линейного механического подхода к поведению грунта (Рисунок 3.11). Однако этот метод не учитывает взаимодействия между независимыми, подвижными вертикальными пружинами.

3.11
σ0 (х) = ks⋅s (х)

где:

σ 0

= контактное давление [кН / м 2 ]

с

= осадка [м]

к с

= модуль реакции земляного полотна [кН / м 3 ]

Используя теорию изгиба балки, можно описать кривую изгибающего момента для произвольного, бесконечно длинного и упругого ленточного фундамента шириной b, который основан на полупространстве Винклера.

Кривая изгибающего момента ленточного фундамента с жесткостью на изгиб E b × I определяется как

3,12
M (x) = — Eb⋅I⋅d2s (x) dx2

Двойное дифференцирование уравнения 3.12 дает

3,13
d2M (x) dx2 = -q (x) = — EB⋅I⋅d4s (x) dx4

Рисунок 3.11

Модель пружины для метода модуля реакции земляного полотна.

Действие q (x) соответствует контактному давлению σ 0 (x), которое можно описать как

3,14
q (x) = — σ0 (x) ⋅b = -ks⋅s (x) ⋅b = EB⋅I⋅d4s (x) dx4

С длиной резинки L, равной

3.15
L = 4⋅EB⋅Iks⋅b4

и исключая s (x), следует уравнение 3.16. Для большого количества граничных условий уравнение 3.16 может быть решено. Для бесконечного длинного ленточного фундамента распределение контактного давления σ 0 (x), распределение изгибающего момента M (x) и распределение поперечных сил получаются в соответствии с уравнениями с 3.17 по 3.19.

3,16
d4M (x) dx4 + 4M (x) L4 = 0

3,17
σ0 = V2⋅b⋅L⋅e-xL⋅ (cosxL + sinxL)

3,18
M (x) = V⋅L4⋅e-xL⋅ (cosxL-sinxL)

3,19
Q (x) = ± V2⋅e-xL⋅cosxL

Модуль реакции земляного полотна не является параметром грунта.Это зависит от следующих параметров:

  • Эдометрический модуль подпочвы
  • Толщина сжимаемого слоя
  • Размеры разложенного фундамента

Метод модуля реакции земляного полотна не учитывает влияние соседних контактных давлений. Поэтому он в основном подходит для расчета тонких, относительно слабых фундаментов с большими расстояниями между колоннами. С помощью метода модуля реакции земляного полотна невозможно определить осадки около насыпного фундамента (Рисунок 3.12).

Рисунок 3.12

Распределение осаждений по методу модуля реакции земляного полотна.

3.3.2.5
Метод модуля жесткости

Метод модуля жесткости согласно Ohde (1942) описывает взаимодействие грунта и конструкции более точно, чем метод модуля реакции земляного полотна, поскольку влияние соседних контактных давлений учитывается при оседании произвольной точки разложенного фундамента [19,26 ]. В методе модуля жесткости изгибающий момент смоделированного линейно-упругого растянутого основания связан с изгибающим моментом линейно-упругого, смоделированного изотропно смоделированного осадочного желоба.Возникают те же деформации.

На рис. 3.13 показано распределение осадки разложенного фундамента по методу модуля жесткости.

В инженерно-геологической практике фундаментные фундаменты со сложной нагрузкой и геометрическими граничными условиями обычно исследуются с помощью компьютерных программ. В большинстве случаев для статически неопределимой системы уравнений нет замкнутых решений.

Предположение о бесконечном упругом грунте приводит к тому, что теоретически бесконечные большие пики напряжения возникают на краю разложенного основания.Из-за пластифицирующего действия грунта эти пики напряжений в действительности не возникают. Мощные компьютерные программы учитывают это основное механическое поведение почвы.

3.3.3
Геотехнический анализ

В следующем разделе определяется геотехнический анализ устойчивости и пригодности насыпного фундамента в соответствии с действующим техническим регламентом EC 7.

Рисунок 3.13

Распределение осаждений по методу модуля жесткости.

Анализ устойчивости включает

  • Анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания
  • Анализ безопасности против скольжения
  • Анализ защиты от отказа основания
  • Анализ безопасности против плавучести

Анализ исправности включает

  • Анализ поворота фундамента и ограничения открытого зазора
  • Анализ горизонтальных перемещений
  • Анализ расчетов и дифференциальных расчетов
3.3.3.1
Анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания

До сих пор анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания проводился путем приложения равнодействующих сил ко второй ширине активной зоны. Это означает, что нижняя поверхность разложенного фундамента имеет лишь небольшую часть с открытым зазором. Этот подход описан в [27,28]. Таким образом, результирующая сила в первой ширине сердечника создает напряжение сжатия по всей нижней поверхности разложенного фундамента.

Согласно действующему техническому регламенту, анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания основан на принципе механики твердого тела. Дестабилизирующие и стабилизирующие силы сравниваются на основе вымышленной наклонной кромки на краю разложенного фундамента:

3.20
Edst, d≤Estb, d

Расчетное значение дестабилизирующей силы оценивается в соответствии с уравнением 3.21, а расчетное значение стабилизирующего действия оценивается в соответствии с уравнением 3.22:

3,21
Edst, d = EG, dst, k⋅γG, dst + EQ, dst, k⋅γQ, dst

3,22
Estb, d = Estb, k⋅γG, stb

На самом деле положение наклонной кромки зависит от жесткости и прочности основания на сдвиг. При уменьшении жесткости и уменьшении прочности на сдвиг наклонная кромка перемещается к центру нижней поверхности разложенного фундамента.

Следовательно, самого этого анализа недостаточно. Он был дополнен анализом ограничения открытого зазора, который определен для предельного состояния эксплуатационной пригодности.Согласно [10], результирующая сила постоянных нагрузок должна быть приложена к первой ширине сердечника, а результирующая сила переменных нагрузок должна быть приложена ко второй ширине сердечника (рисунок 3.21).

3.3.3.2
Анализ безопасности против скольжения

Анализ защиты от скольжения (предельное состояние GEO-2) рассчитывается согласно уравнению 3.23. Силы, параллельные нижней поверхности разложенного фундамента, должны быть меньше полного сопротивления, состоящего из сопротивления скольжению и пассивного давления грунта.Если учитывается пассивное давление грунта, необходимо проверить предельное состояние эксплуатационной пригодности в отношении горизонтальных смещений.

3,23
Hd≤Rd + Rp, d

где: Rd = RkγR, hRp, d = Rp, kγR, h

Сопротивление скольжению определяется в трех следующих случаях:

  • Сползание в щель между насыпным фундаментом и нижележащим полностью уплотненным грунтом:

    3,24
    Rd = Vk⋅tanδγR, ч

    где:

    V k = характеристическое значение вертикальных нагрузок [кН]
    δ = характеристическое значение угла базового трения [°]
  • Скольжение при прохождении щели в полностью уплотненном грунте, например, при устройстве выемки фундамента:

    3.25
    Rd = Vk⋅tanφ ′ + A⋅c′γR, h

где:

В к

= характерное значение вертикальной нагрузки [кН]

φ ′

= характерный угол трения для грунта под разложенным фундаментом [°]

А

= площадь передачи нагрузки [м 2 ]

c ′

= характерное значение сцепления грунта [кН / м 2 ]

  • Скольжение по водонасыщенным грунтам из-за очень быстрой загрузки:

    3.26
    Rd = A⋅cuγR, ч

где:

А

= Площадь передачи нагрузки [м 2 ]

с u

= характеристическое значение недренированного сцепления грунта [кН / м 2 ]

Для насыпных фундаментов, которые бетонируются на месте, характеристическое значение угла трения основания δ совпадает с характеристическим значением угла трения φ ‘грунта.Для сборных раздвижных фундаментных элементов характерное значение угла базового трения δ следует установить равным 2/3 φ ′. Характерное значение угла базового трения должно быть δ ≤ 35 °.

Пассивное давление грунта можно учесть, если фундамент достаточно глубокий. Из-за горизонтальных деформаций пассивное давление грунта должно быть ограничено до 50% от возможного пассивного давления грунта. По сути, необходимо проверить, существует ли пассивное давление грунта на всех возможных этапах строительства и на этапе эксплуатации фундамента.

3.3.3.3
Анализ защиты от отказа основания

Анализ защиты от разрушения основания гарантируется, если расчетное значение несущей способности R d превышает расчетное значение активной силы V d . R d рассчитывается согласно уравнению 3.27. Принципиальная схема выхода из строя опоры раздвижного фундамента представлена ​​на рисунке 3.14.

3,27
Rd = Rn, kγR, v

Сопротивление несущей способности определяется свойствами грунта (плотность, параметры сдвига), размерами и глубиной заделки разложенного фундамента.Подробную информацию можно найти в дополнительном стандарте [29,30]. Характеристическое сопротивление несущей способности R n, k рассчитывается аналитически с помощью трехчленного уравнения, которое основано на моментном равновесии показателя разрушения несущей способности в идеальном пластическом состоянии с плоской деформацией [31]. Трехчленное уравнение несущей способности учитывает ширину фундамента b, глубину заделки фундамента d и сцепление c ‘подпочвы. Все три аспекта необходимо разложить на множители с коэффициентами несущей способности N b , N d и N c :

Рисунок 3.14

Показатель разрушения несущей способности ленточного фундамента 1, Железобетонная стена; 2, площадь; 3, результирующее контактное давление; 4, цокольный этаж; 5, поверхность скольжения, форма зависит от угла трения φ; 6 — пассивная зона Ренкина тела разрушения; 7 — активная зона Ренкина тела разрушения; 8, зона Прандтля тела разрушения.

3,28
Rn, k = a′⋅b′⋅ (γ2⋅b′⋅Nb + γ1⋅d⋅Nd + c′⋅Nc)

где:

  • N b = N b0 · v b · i b · λ b · ξ b
  • N d = N d0 · v d · i d · λ d · ξ d
  • N c = N c0 · v c · i c · λ c · ξ c

Плотность γ 1 описывает плотность грунта над уровнем фундамента.Плотность γ 2 описывает плотность грунта под уровнем фундамента. Коэффициенты несущей способности N b , N d и N c учитывают следующие граничные условия:

  • Базовые значения коэффициентов несущей способности: N b0 , N d0 , N c0
  • Параметры формы: ν b , ν d , ν c
  • Параметр для наклона груза: i b , i d , i c
  • Параметры для ландшафтного наклона: λ b , λ d , λ c
  • Параметры для наклона основания: ξ b , ξ d , ξ c

Параметры коэффициентов несущей способности N b0 , N d0 , N c0 зависят от угла трения грунта φ ’и рассчитываются согласно таблице 3.3.

Таблица 3.3

Базовые значения коэффициентов несущей способности

Ширина фундамента N b0

Глубина фундамента N d0

Сплоченность N c0

(N d0 –1) tan φ

tan2 (45 ° + φ2) ⋅eπ⋅tanφ

Nd0-1tanφ

Таблица 3.4

Параметры формы νi

Поэтажный план

ν б

ν д

ν с (φ ≠ 0)

ν с (φ = 0)

Полоса

1.0

1,0

1,0

1,0

Прямоугольник

1-0,3⋅б’а ‘

1 + b′a′⋅sinφ

vd⋅Nd0-1Nd0-1

1 + 0,2⋅b′a ′

Квадрат / Круг

0,7

1 + грех φ

vd⋅Nd0-1Nd0-1

1.2

Параметры формы ν b , ν d , ν c учитывают геометрические размеры разложенного фундамента. Для стандартной применяемой геометрии параметры формы приведены в Таблице 3.4.

Если необходимо учитывать эксцентрические силы, площадь основания должна быть уменьшена. Результирующая нагрузка должна находиться в центре тяжести. Приведенные размеры a ‘и b’ рассчитываются согласно уравнениям 3.29 и 3.30. Обычно применяется: a> b и a ′> b ′ соответственно. Для насыпных фундаментов с открытыми частями для анализа могут использоваться внешние размеры, если открытые части не превышают 20% всей площади основания.

3,29
а ‘= а-2еа

3,30
b ′ = b-2eb

3,31
m = ma⋅cos2ω + mb⋅sin2ω

, где ma = 2 + a′b′1 + a′b ′ и mb = 2 + b′a′1 + b′a ′

Усилия T k , параллельные уровню фундамента, учитываются параметрами i b , i d , i c для наклона нагрузки.Определение угла наклона груза показано на рисунке 3.15. Определение параметров наклона груза показано в таблицах 3.5 и 3.6. Ориентация действующих сил определяется углом ω (рисунок 3.16). Для ленточного фундамента ω = 90 °.

Рисунок 3.15

Определение угла наклона груза.

Таблица 3.5

Параметр ii для наклона нагрузки, если φ ′> 0

Направление

i b

и д

i c

δ> 0

(1 — тангенс δ) м + 1

(1 — тангенс δ) м

id⋅Nd0-1Nd0-1

δ <0

cosδ · (1-0.04 · δ) 064 + 0,028 · φ

cosδ · (1-0,0244 · δ) 0,03 + 0,04φ

Таблица 3.6

Параметр ii наклона нагрузки, если φ ′ = 0

i b

и д

i c

Не требуется, т.к. φ = 0

1,0

0,5 + 0,51-TkA′⋅c

Наклон ландшафта учитывается параметрами λ b , λ d , λ c для наклона ландшафта.Параметры зависят от наклона откоса β. Наклон откоса должен быть меньше угла трения грунта φ ‘, а продольная ось фундамента должна быть параллельна краю откоса. Определение параметров наклона ландшафта показано на Рисунке 3.17 и Таблице 3.7.

Рисунок 3.16

Угол ω для наклонно действующей нагрузки.

Рисунок 3.17

Эксцентричный, наклонно нагруженный ленточный фундамент на склоне.

Таблица 3.7

Параметры λi для ландшафтного наклона

Дело

λ б

λ г

λ с

φ> 0

(1 — 0.5 tanβ) 6

(1 — tanβ) 1,9

Nd0⋅e-0,0349⋅β⋅tanφ-1Nd0-1

φ = 0

1,0

1–0,4 тангенса β

Таблица 3.8

Коэффициент ξi наклона основания

Дело

ξ б

ξ г

ξ с

φ> 0

e −0.045 · α · тангенс φ

е -0,045 · α · тангенс φ

e -0,045 · α · тангенс φ

φ = 0

1,0

1−0,0068α

Наклон основания учитывается параметрами ξ b , ξ d , ξ c для наклона основания (Таблица 3.8), которые зависят от угла трения φ ‘подпочвы и наклона основания α выкладываемый фундамент.Определение наклона основания показано на рисунке 3.18. Угол наклона основания α положительный, если тело разрушения формируется в направлении горизонтальных сил. Угол наклона основания α отрицательный, если тело разрушения образуется в противоположном направлении. В сомнительных случаях необходимо провести расследование по обоим неисправным органам.

Прямое применение определенных уравнений возможно только в том случае, если поверхность скольжения сформирована в одном слое грунта. Для слоистых грунтовых условий допускается расчет с усредненными параметрами грунта, если значения отдельных углов трения не отличаются более чем на 5 ° от среднего арифметического.В этом случае отдельные параметры грунта могут быть взвешены в соответствии с их влиянием на сопротивление разрушению при сдвиге. Взвешивание происходит следующим образом.

Рисунок 3.18

Угол наклона основания α.

  • Средняя плотность связана с процентным соотношением отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения
  • Средний угол трения и средняя когезия связаны с процентным соотношением отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения

Авторитетным для поверхности скольжения является средний угол трения φ.Чтобы определить, имеет ли тело разрушения более одного слоя, рекомендуется определить тело разрушения в соответствии с уравнениями 3.32–3.38 (рисунок 3.19). Для простых случаев (α = β = δ = 0) должны применяться уравнения с 3.39 по 3.42.

3,32
ϑ = 45 ° -φ2- (ε1 + β) 2

Рисунок 3.19

Определение тела отказа.

где: sinε1 = -sinβsinφ

3,33
ϑ2 = 45 ° -φ2- (ε2-δ) 2

3,34
ϑ3 = 45 ° -φ2- (ε2-δ) 2

, где sinε2 = -sinδsinφ

3,35
v = 180 ° -α-β-ϑ1-ϑ2

3.36
r2 = b′⋅sinϑ3cosα⋅sin (ϑ2 + ϑ3)

3,37
r1 = r2⋅e0.00175⋅v⋅tanφ

3,38
1 = r1⋅cosφcos (ϑ1 + φ)

3,39
ϑ1 = 45 ° -φ2

3,40
ϑ2 = ϑ3 = 45 ° + φ2

3,41
v = 90 °

3,42
r2 = b′2⋅cos (45 ° + φ2)

Для фундаментов, расположенных на уклонах, необходимо учитывать глубину фундамента d ‘(уравнение 3.43) и параметры λ b , λ d , λ c для наклона ландшафта (рисунок 3.20). Кроме того, необходимо провести сравнительный расчет при β = 0 и d ′ = d. Меньшее сопротивление лежит в основе анализа несущей способности при разрушении основания.

3,43
d ′ = d + 0.8⋅s⋅tanβ

Рисунок 3.20

Разложите фундамент на склоне.

3.3.3.4
Анализ защиты от плавучести

Анализ защиты от плавучести (предельное состояние UPL) выполняется с использованием уравнения 3.44. Это уравнение является доказательством того, что чистый вес конструкции достаточно велик по сравнению с подъемной силой воды. Сдвиговые силы (силы трения сбоку) можно учитывать только в том случае, если обеспечивается передача сил. Действующие поперечные силы Т к могут быть

3.44 год
Gdst, k⋅γG, dst + Qdst, rep⋅γQ, dst≤Gstb, k⋅γG, stb + Tk⋅γG, stb

где:

G dst, к

= постоянная дестабилизирующая вертикальная нагрузка (плавучесть)

γ G, dst

= частичный коэффициент безопасности для постоянной дестабилизирующей нагрузки

Q dst, rep

= репрезентативная переменная дестабилизирующая вертикальная нагрузка

γ Q, dst

= частичный коэффициент безопасности для переменной дестабилизирующей нагрузки

Г стб, к

= постоянная стабилизирующая нагрузка

γ G, стб

= частичный коэффициент безопасности для постоянной стабилизирующей нагрузки

т к

= поперечная сила

  • Вертикальная составляющая активного давления грунта E av, k на подпорной конструкции в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта E ah, k , а также угла трения стенки δ a (Уравнение 3 .45)

    3,45
    Tk = ηz⋅Eah, k⋅tanδa

  • Вертикальная составляющая активного давления грунта в стыке недр, например, начинающаяся в конце горизонтального выступа, в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта и угла трения грунта φ ′:

    3,46
    Tk = ηz⋅Eah, k⋅tanφ ′

Необходимо использовать минимально возможное горизонтальное давление на грунт E ah, k . Для расчетной ситуации BS-P и BS-T поправочный коэффициент составляет η z = 0.80. Для расчетной ситуации BS-A поправочный коэффициент составляет η z = 0,90. Только в обоснованных случаях сплоченность может быть принята во внимание, но она должна быть уменьшена поправочными факторами. Для постоянных конструкций необходимо определить, что в расчетной ситуации BS-A защита от плавучести дается без каких-либо поперечных сил T k .

3.3.3.5
Анализ поворота фундамента и ограничения открытого зазора

Обычно предельные состояния эксплуатационной пригодности относятся к абсолютным деформациям и смещениям, а также к дифференциальным деформациям.В особых случаях, например, необходимо учитывать зависящие от времени скорости смещения материала.

Для анализа вращения фундамента и ограничения открытого зазора результирующая статическая нагрузка должна быть ограничена первой шириной сердечника, что означает, что открытого зазора не возникает. Первую ширину сердцевины для фундаментов прямоугольной формы можно определить в соответствии с уравнением 3.47. Для фундаментов с круговым разбросом используется уравнение 3.48. Кроме того, следует гарантировать, что результирующая постоянных нагрузок и переменных нагрузок будет приходиться на ширину второй жилы, поэтому открытый зазор не может возникнуть поперек осевой линии разложенного фундамента.Вторую ширину жилы для прямоугольных схем можно определить в соответствии с уравнением 3.49. Для фундаментов с круговым разбросом используется уравнение 3.50. На Рис. 3.21 показаны ширина первой и второй жилы для прямоугольного фундамента.

Рисунок 3.21

Ограничение эксцентриситета.

3,47
xea + yeb = 16

3,48
e≤0,25⋅r

3,49
(xea) 2+ (yeb) 2 = 19

3,50
e≤0,59⋅r

Для одинарных и ленточных фундаментов, которые основаны на несвязных грунтах средней плотности и жестких связных грунтах, соответственно, несовместимых перекосов фундамента нельзя ожидать при соблюдении допустимого эксцентриситета.

Анализ поворота фундамента и ограничения открытого зазора является обязательным согласно [10], если анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания выполняется с использованием одной кромки разложенного фундамента в качестве наклонной кромки.

3.3.3.6
Анализ горизонтальных перемещений

Как правило, для насыпных фундаментов анализ горизонтального смещения наблюдается, если:

  • Анализ безопасности против скольжения выполняется без учета пассивного давления грунта.
  • Для средне-плотных несвязных грунтов и жестких связных грунтов, соответственно, учитываются только две трети характеристического сопротивления скольжению на уровне фундамента и не более одной трети характеристического давления грунта.

Если эти аргументы не соответствуют действительности, необходимо проанализировать возможные горизонтальные смещения. Следует учитывать постоянные нагрузки и переменные нагрузки, а также нечастые или уникальные нагрузки.

3.3.3.7
Анализ поселений и дифференциальных расчетов

Определения осадки насыпных фундаментов проводятся в соответствии с [32].Обычно глубина воздействия контактного давления находится между z = b и z = 2b.

Из-за сложного взаимодействия между недрами и сооружением сложно предоставить информацию о приемлемых или дифференциальных оседках для сооружений [33]. На рис. 3.22 показаны коэффициенты повреждаемости угловой деформации в результате оседания [33–35].

Рисунок 3.22

Критерий повреждения.

Что касается опрокидывания высотных конструкций, анализ защиты от наклона должен проверять, что происходящий опрокидывание безвредно для конструкции [33].Анализ фундаментов прямоугольной формы выполняется в соответствии с уравнением 3.51. Анализ для фундаментов с круговым простиранием выполняется в соответствии с уравнением 3.52.

3,51
b3⋅EmVd⋅hs⋅fy≥1

3,52
r3⋅EmVd⋅hs⋅fy≥1

в уравнениях 3.51 и 3.52:

E м = Модуль сжимаемости грунта

h s = Высота центра тяжести над уровнем фундамента

f r и f y = коэффициенты наклона

V d = Расчетное значение вертикальных нагрузок

Более подробную информацию можно найти в [33] и [36].

3.3.3.8
Упрощенный анализ насыпных фундаментов в стандартных случаях

Упрощенный анализ разложенного фундамента в стандартных случаях состоит из простого сравнения между сопротивлением основания σ R, d и контактным давлением σ E, d (уравнение 3.53). Для насыпных фундаментов с площадью A = a × b или A ′ = a ′ × b ′ в стандартных случаях может применяться анализ безопасности от сползания и разрушения основания, а также анализ предельного состояния эксплуатационной пригодности.Эти стандартные случаи включают:

  • Горизонтальная нижняя поверхность фундамента и почти горизонтальный ландшафт и слои почвы
  • Достаточная прочность грунта на глубину, в два раза превышающую ширину фундамента, ниже уровня фундамента (минимум 2 м)
  • Никаких регулярных динамических или преимущественно динамических нагрузок; отсутствие порового давления воды в связных грунтах
  • Пассивное давление грунта может применяться только в том случае, если оно обеспечивается конструктивными или другими процедурами
  • Наклон равнодействующей контактного давления подчиняется правилу tgδ = H k / V k ≤ 0.2 (δ = наклон равнодействующей контактного давления; H k = характеристические горизонтальные силы; V k = характеристические вертикальные силы)
  • Соблюдается допустимый эксцентриситет результирующего контактного давления
  • Выполнен анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания

3,53
σE, d≤σR, d

Расчетные значения контактного давления σ R, d основаны на комбинированном исследовании разрушения основания и осадки.Если анализируется только SLS, допустимое контактное давление увеличивается с увеличением ширины разложенного основания. Если анализируется только ULS, допустимое контактное давление уменьшается с увеличением ширины разложенного фундамента. На рис. 3.23 показаны два основных требования для адекватного анализа отказа основания (ULS) и анализа оседания (SLS). Для ширины фундамента, превышающей ширину b s , допустимое контактное давление снижается из-за оседания.

Расчетные значения контактного давления σ R, d для упрощенного расчета ленточных фундаментов указаны в таблицах. Табличные значения также могут использоваться для отдельных фундаментов [10,37,38].

Если уровень фундамента со всех сторон ниже уровня поверхности более чем на 2 м, табличные значения могут быть увеличены. Подъем может быть в 1,4 раза больше разгрузки из-за выемки грунта на глубину ≥2 м.

Расчетные значения в таблицах относятся к отдельно стоящему ленточному фундаменту с центральной нагрузкой (без эксцентриситета).Если возникают эксцентрические нагрузки, необходимо проанализировать эксплуатационную пригодность. Для применения текущих значений таблицы важно отметить, что в более ранних редакциях этих таблиц были даны значения характеристик [10].

Упрощенный анализ ULS и SLS ленточных фундаментов в несвязных грунтах учитывает расчетную ситуацию BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения «в безопасности». Табличные значения применимы для вертикальных нагрузок. Промежуточные значения можно интерполировать линейно.Для эксцентрических нагрузок табличные значения могут быть экстраполированы, если ширина b ‘<0,50 м. Между нижней поверхностью фундамента и уровнем грунтовых вод должно быть расстояние. Расстояние должно быть больше ширины b или b 'фундамента. Для применения таблиц для несвязных грунтов должны выполняться требования таблицы 3.9. Краткие формы почвенных групп поясняются в таблице 3.10.

Рисунок 3.23

Максимальное контактное давление σR, d с учетом устойчивости (ULS) и работоспособности (SLS).

Таблица 3.9

Требования к применению расчетных значений σR, d в несвязных грунтах

Группа грунта согласно DIN 18196

Коэффициент однородности согласно DIN 18196 C u

Компактность согласно DIN 18126 D

Степень сжатия согласно DIN 18127 D Pr

Точечное сопротивление пенетрометра q c [МН / м 2 ]

SE, GE, SU, GU, ST, GT

≤ 3

≥ 0.30

≥ 95%

≥ 7,5

SE, SW, SI, GE GW, GT, SU, GU

> 3

≥ 0,45

≥ 98%

≥ 7,5

Коэффициент однородности C u описывает градиент гранулометрического состава в зоне прохождения фракций 10% и 60% и определяется согласно уравнению 3.54 [39]. Согласно [40], плотность D описывает, является ли грунт рыхлым, средне-плотным или плотным. Плотность D определяется пористостью n согласно уравнению 3.55. Степень сжатия D pr представляет собой отношение между плотностью проктора ρ pr (плотность при оптимальном содержании воды) и сухой плотностью ρ d [41]. Степень сжатия рассчитывается с использованием уравнения 3.56.

Таблица 3.10

Расшифровка почвенных групп

Краткая форма согласно DIN 18196

Полная форма согласно DIN 18196 на немецком языке

Полная форма согласно DIN 18196 на английском языке

SE

Песок, Enggestuft

Песок с мелкой фракцией

SW

Sand, weitgestuft

Песок с широким распределением зерна

SI

Песок перемежающийся

Песок с прерывистой зернистостью

GE

Kies, enggestuft

Гравий с мелкой фракцией

ГВт

Kies, weitgestuft

Гравий с широким распределением гранул

СТ

Песок тониг (Feinkornanteil: 5–15%)

Песок глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

SU

Песок шерстяной (Feinkornanteil: 5–15%)

Песок илистый (мелкая фракция: 5–15%)

GT

Кис, тониг (Файнкорнантейл: 5–15%)

Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

ГУ

Kies, schluffig (Feinkornanteil: 5–15%)

Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

3.54
Cu = d60d10

3,55
D = макс n-nmax n-min n

3,56
Дпр = ρдрпр

Для упрощенного расчета ленточных фундаментов В таблице 3.11 приведены допустимые расчетные значения контактного давления σ R, d для несвязных грунтов с учетом адекватной защиты от разрушения основания. Если необходимо дополнительно ограничить расчет, следует использовать Таблицу 3.12. Для целей таблицы 3.12 поселения ограничиваются 1-2 см.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ R, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах с минимальной шириной b ≥ 0.50 м, а минимальная глубина заделки d ≥ 0,50 м может быть увеличена следующим образом:

  • Увеличение проектных значений на 20% в таблицах 3.11 и 3.12, если отдельные фундаменты имеют соотношение сторон a / b <2 соответственно. a ′ / b ′ <2; для Таблицы 3.11 он применяется только в том случае, если глубина заделки d больше 0,60 × b соответственно. 0,60 × b ′

    Таблица 3.11

    Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и ​​достаточная защита от гидравлического разрушения с вертикальным результирующим контактным давлением

    Наименьшая глубина заделки фундамента [м] Расчетное значение контактного давления σ R, d [кН / м 2 ] в зависимости от ширины фундамента b соотв.b ′
    0,50 м 1,00 м 1,50 м 2,00 м 2,50 м 3,00 м
    0,50 280 420 560 700 700 700
    1,00 380520 660 800 800 800
    1,50 480620760 900 900 900
    2.00 560 700840980980980
    Для зданий с глубиной заделки 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. b ′ ≥ 0,30 м210

    Таблица 3.12

    Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и ​​ограничение осадки 1-2 см с вертикальной равнодействующей контактного давления

    Наименьшая глубина заделки фундамента [м] Расчетное значение контактного давления σ R, d [кН / м 2 ] в зависимости от ширины фундамента b соотв.b ′
    0,50 м 1,00 м 1,50 м 2,00 м 2,50 м 3,00 м
    0,50 280 420460390 350 310
    1,00 380520 500430 380 340
    1,50 480620550 480410 360
    2.00 560 700 590 500430390
    Для зданий с глубиной заделки 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. b ′ ≥ 0,30 м210
  • Увеличение проектных значений на 50% в таблицах 3.11 и 3.12, если подпочва соответствует значениям в таблице 3.13 на глубину, вдвое превышающую ширину под уровнем фундамента (минимум 2 м под уровнем фундамента)

Допустимые расчетные значения контактного давления для ленточных фундаментов в несвязных грунтах в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок) должны быть уменьшены, если необходимо учитывать грунтовые воды:

  • Снижение проектных значений на 40%, если уровень грунтовых вод совпадает с уровнем фундамента

    Таблица 3.13

    Требования к увеличению проектных значений σR, d для несвязных грунтов

    Группа грунта согласно DIN 18196 Коэффициент однородности согласно DIN 18196 C u Плотность согласно DIN 18126 D Степень сжатия согласно DIN 18127 D Pr Точечное сопротивление пенетрометра q c [МН / м 2 ]
    SE, GE, SU, GU, ST, GT ≤3 ≥0.50 ≥98% ≥15
    SE, SW, SI, GE GW, GT, SU, GU> 3 ≥0,65 ≥100% ≥15
  • Если расстояние между уровнем грунтовых вод и уровнем фундамента меньше, чем b или b ′, оно должно быть интерполировано между уменьшенными и несокращенными проектными значениями σ R, d
  • Снижение проектных значений на 40%, если уровень грунтовых вод выше уровня фундамента, при условии, что глубина заделки d ≥ 0.80 м и d ≥ b; отдельный анализ необходим только в том случае, если оба условия не верны

Допустимые расчетные значения контрактного давления σ R, d в таблице 3.12 могут использоваться только в том случае, если расчетные значения в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок и / или грунтовых вод) больше.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ R, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах, указанные в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за грунтовых вод), должны быть уменьшены для комбинации характеристической вертикали (V k ) и горизонтальные (H k ) нагрузки следующим образом:

  • Уменьшение на коэффициент (1 — H k / V k ), если H k параллельна длинной стороне фундамента и если соотношение сторон a / b ≥ 2 соотв.а ′ / b ′ ≥ 2
  • Уменьшение на коэффициент (1 — H k / V k ) 2 во всех остальных случаях

Расчетные значения контактного давления, приведенные в таблице 3.12, могут применяться только в том случае, если расчетные значения σ R, d , указанные в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за грунтовых вод), больше.

Упрощенный анализ ULS и SLS ленточных фундаментов в связных грунтах предназначен для расчетной ситуации BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения «безопасны».Табличные значения применимы для вертикальных и наклонных нагрузок. Промежуточные значения можно интерполировать линейно. Таблицы приведены для разных типов почв. Краткие формы почвенных групп поясняются в таблице 3.10. Если использовать таблицы 3.14–3.17, можно ожидать осадки 2–4 см. В принципе, таблицы с 3.14 по 3.17 применимы только для типов грунтов с зернистой структурой, которые не могут внезапно разрушиться.

Расчетные значения σ R, d для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в таблицах 3.14–3,17 (даже уменьшенная из-за ширины фундамента b> 2 м) может быть увеличена на 20%, если соотношение сторон a / b <2 соответственно. а '/ Ь' <2.

Таблица 3.14

Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в иле

Консистенция ила (UL согласно DIN 18126): от твердого до полутвердого.

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R, d контактного давления [кН / м 2 ]

0.50

180

1,00

250

1,0

310

2,00

350

Прочность на сжатие без ограничений q u, k [кН / м 2 ]

120

Таблица 3.15

Расчетные значения σR, d ленточных фундаментов в смешанных грунтах

Смешанные почвы (СУ *, СТ, СТ *, ГУ *, ГТ * по DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R, d контактного давления [кН / м 2 ]

Последовательность

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0.50

210

310

460

1,00

250

390

530

1,50

310

460

620

2,00

350

520

700

Прочность на сжатие без ограничений q u, k [кН / м 2 ]

120–300

300–700

> 700

Таблица 3.16

Расчетные значения σR, d ленточных фундаментов в глинистых, илистых грунтах

Глинистые, илистые почвы (УМ, ТЛ, ТМ по DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R, d контактного давления [кН / м 2 ]

Последовательность

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0.50

170

240

490

1,00

200

290

450

1,50

220

350

500

2,00

250

390

560

Прочность на сжатие без ограничений q u, k [кН / м 2 ]

120–300

300–700

> 700

Таблица 3.17

Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов из глины

Глинистые, илистые почвы (УМ, ТЛ, ТМ по DIN 18196)

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]

Расчетные значения σ R, d контактного давления [кН / м 2 ]

Последовательность

Жесткий

Полутвердый

Твердый

0.50

130

200

280

1,00

150

250

340

1,50

180

290

380

2,00

210

320

420

Прочность на сжатие без ограничений q u, k [кН / м 2 ]

120–300

300–700

> 700

Расчетные значения σ R, d для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в таблицах 3.14–3,17 (даже увеличенные из-за удлинения) должны быть уменьшены на 10% на метр при ширине фундамента b = 2–5 м. Для фундаментов шириной b> 5 м ULS и SLS должны проверяться отдельно согласно классическому механическому анализу грунта.

3,4
Примеры выкладывания фундаментов из инженерной практики

В последние десятилетия рост плотности населения во всем мире привел к строительству все более высоких высотных зданий. До 1960 года во Франкфурте-на-Майне, Германия, здания в 10–15 этажей считались высотными.В 1961 году было построено первое 20-этажное здание, а в 1969 году была завершена первая 30-этажная башня Commerzbank Tower высотой 130 м. В 1970-х и начале 1980-х годов было построено еще несколько небоскребов высотой 150–180 м. Все они были основаны в очень активном поселении Франкфурт-Клей. Опыт Франкфурта-на-Майне показывает, что окончательные осадки при разложенном фундаменте могут быть в 1,7-2,0 раза больше, чем осадки в конце фазы строительства. Произошли окончательные осадки на 15–35 см [42,43].

Почти все высотные здания, построенные на раздвинутом фундаменте во Франкфурте-Глине, имеют дифференциальные осадки, которые приводят к наклону надстроек [43]. Статистическая оценка измерений показывает, что этот наклон составляет до 20–30% от средней осадки, даже если фундамент нагружен по центру [44]. Дифференциальные осадки возникают из-за неоднородности грунта Франкфурта.

3.4.1
Комплекс высотных зданий Zürich Assurance

Комплекс высотных зданий Zürich Assurance Company во Франкфурте-на-Майне, Германия, строился с 1959 по 1963 год.Он состоит из двух башен высотой 63 м и 70 м соответственно и пристройки высотой до восьми этажей. Весь комплекс состоит из двух подуровней и основан на разложенном фундаменте. Глубина фундамента — 7 м от поверхности. Общий вид показан на рисунке 3.24.

Состояние почвы и грунтовых вод типично для Франкфурта-на-Майне. На поверхности — насыпи и четвертичные пески и гравий. На глубине около 7 м ниже поверхности начинается третичная Франкфуртская глина, которая состоит из чередующихся слоев жесткой и полутвердой глины и известняка.На глубине 67 м под поверхностью следует Франкфуртский известняк. Уровень грунтовых вод находится примерно на 5–6 м ниже поверхности.

Измеренные осадки по окончании строительства надстройки составляют около 60% от окончательной осадки (Рисунок 3.25). После окончания строительства расчетная ставка снизилась из-за процесса консолидации. Примерно через 5 лет после окончания строительства поселения заканчиваются примерно на 8,5–9,5 см.

Рисунок 3.24

Вид с земли на комплекс высотных зданий Zürich Assurance.

Рисунок 3.25

Измеренные населенные пункты.

В 2001 и 2002 годах комплекс высотных зданий демонтировали. На его месте сейчас Опернтурм высотой 177 м [45,46].

3.4.2
Западные ворота

Высотное здание Westend Gate (прежнее название: Senckenberganlage) во Франкфурте-на-Майне, Германия, было построено с 1972 по 1974 год (рис. 3.26). Он имеет высоту 159 м и основан на системе разложенного фундамента.В подвале три подуровня. Здание представляет собой офисную башню до 23 этажа. Над офисной частью находится гостиница Марриотт. Состояние почвы и грунтовых вод аналогичны условиям комплекса высотных зданий Zürich Assurance.

Westend Gate — высотное здание с самыми большими поселениями во Франкфурте-на-Майне [47]. Измеренные осадки здания превышали 30 см из-за сравнительно высокого контактного давления 650 кН / м 2 . Фундаменты плота устроили только под многоэтажку.Подуровни пристройки заложены на едином фундаменте (рис. 3.27). Для контроля осадки и дифференциальной осадки между элементами фундамента и надстройкой были устроены компенсационные швы. Деформационные швы закрыли после отделки железобетонных стержней. Гибкая стальная конструкция, простирающаяся с третьего по 23 этаж, не пострадала от поселений и дифференциальных поселений. Этажи выше 23 этажа построены из железобетонных ячеек сравнительно высокой жесткости.Гидравлические домкраты были установлены между гибкой стальной конструкцией и жесткими бетонными ячейками. Гидравлические домкраты уравновешивают возникающие осадки. Из-за длительного оседания почвы несколько стыков на верхних этажах оставались открытыми до двух лет после строительства [47, 48].

Рисунок 3.26

Вестендские ворота.

3.4.3
Серебряная башня

Серебряная башня (ранее Dresdner Bank) во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеет высоту 166 м и была построена с 1975 по 1978 год (рис.28). Серебряная башня построена на плоту средней толщины 3,5 м. Уровень фундамента находится на глубине 14 м от поверхности. Состояние почвы и грунтовых вод аналогичны условиям комплекса высотных зданий Zürich Assurance.

Из-за эксцентрической нагрузки на северо-западе под плотом фундамента были установлены 22 подушки давления (рис. 3.29) [42,49]. Напорные подушки имеют размер 5 м × 5 м и состоят из мягкой резины толщиной 3 мм. Перед установкой была проверена герметичность прижимных подушек.Подушки изначально были заполнены водой. Давление внутри подушек регулировалось, поэтому возникали только небольшие дифференциальные осадки. После окончания строительства и наладки многоэтажки воду в подушках заменили строительным раствором.

Рисунок 3.27

Этапы строительства.

Рисунок 3.28

Серебряная башня (левое здание; справа высотное здание Скайпер).

Рисунок 3.29

Гидравлические устройства для регулировки населенных пунктов.

3.4.4
Франкфуртский офисный центр (FBC)

FBC — это высотное здание высотой 142 м во Франкфурте-на-Майне, Германия, которое основано на плотном фундаменте толщиной 3,5 м. Уровень фундамента находится примерно на 12,5 м ниже поверхности. На рис. 3.30 показано высотное здание с юга. Он строился с 1973 по 1980 год. Длительное время строительства было связано с отсутствием инвестиций во время нефтяного кризиса. Состояние почвы и грунтовых вод аналогичны условиям комплекса высотных зданий Zürich Assurance.

С начала строительства населенные пункты обмерены за 5 лет (рисунок 3.31). Максимальное окончательное оседание составило около 28 см в центральной части многоэтажки [42]. Примерно через 1,5 года после окончания строительства поселения составляли около 70% окончательных поселений. Дифференциальные осадки между высотным зданием и прилегающими зданиями составляют от 9,5 см до 20 см (рисунок 3.32). Наклон многоэтажки составляет около 1: 1350 [50].

Рисунок 3.30

Франкфуртский центр бюро (FBC).

Рисунок 3.31

Измеренные населенные пункты.

Рисунок 3.32

Поперечный разрез конструкции и обмерные поселения.

3.4.5
Башни-близнецы Deutsche Bank

Башни-близнецы Deutsche Bank во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеют высоту 158 м и были построены с 1979 по 1984 год (рис. 3.33). Башни находятся на фундаменте размером 80 м × 60 м и толщиной 4 м. Уровень фундамента находится примерно на 13 м ниже поверхности [51].Состояние почвы и грунтовых вод аналогичны условиям комплекса высотных зданий Zürich Assurance.

Измеренные осадки от 10 см до 22 см. На рис. 3.34 показаны изолинии населенных пунктов. Чтобы минимизировать влияние башен-близнецов на соседние здания, были установлены гидравлические домкраты (рис. 3.35). Возможное регулирование дифференциала осадки гидравлическими домкратами составляло около ± 8 см.

Рисунок 3.33

Башни-близнецы Deutsche Bank.

Рисунок 3.34

Измеренные населенные пункты.

Рисунок 3.35

Разрез надстройки с гидроцилиндрами.

Ссылки

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2012): Richtlinie für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12).

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2009): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB 09).

Deutsches Institut für Normung e.V. (2001): DIN EN ISO 13793 Тепловые характеристики зданий: Тепловое проектирование фундаментов во избежание морозного пучки. Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2003): DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie). Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2006): Heft 555 Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Beuth Verlag, Берлин.

Lohmeyer, G .; Эбелинг, К. (2013): Weiße Wannen einfach und sicher. 10. Auflage, Verlag Bau + Technik, Дюссельдорф, Германия.

Хаак, А .; Эмиг, К.-Ф .. (2003): Abdichtungen im Gründungsbereich und auf genutzten Deckenflächen. 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2014): DIN EN 1997-1 Еврокод 7: Геотехническое проектирование: Часть 1: Общие правила. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): DIN EN 1997-1 / NA Национальное приложение: Параметры, определяемые на национальном уровне — Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1: Общие правила.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): DIN 1054 «Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов — дополнительные правила к DIN EN 1997-1». Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 1054 Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов — дополнительные правила к DIN EN 1997-1: 2010; Поправка A1: 2012 г. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2009): DIN 4084 Грунт: Расчет разрушения насыпи и общей устойчивости подпорных конструкций.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 4084 Основание: Расчет общей устойчивости — Приложение 1: Примеры расчетов. Beuth Verlag, Берлин.

Hettler, A. (2000): Gründung von Hochbauten. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1974): DIN 4018 Грунт: Распределение контактного давления под плотным фундаментом, анализ. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1981): DIN 4018, приложение 1 «Недра: анализ распределения контактного давления под плотным фундаментом»; Пояснения и примеры анализа. Beuth Verlag, Берлин.

Буссинеск, M.J. (1885): Application des Potentials à l’Etude de l’Equilibre et du Mouvement des Solides Élastiques. Готье-Виллар, Париж, Франция.

Katzenbach, R .; Зильч, К .; Мурманн, К. (2012): Baugrund-TragwerkInteraktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer Verlag, Гейдельберг, Германия, 1471–1490.

Кани, М. (1959): Berechnung von Flächengründungen. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Кани, М. (1974): Berechnung von Flächengründungen, Band 2, 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Мейерхоф, Г. (1979): Общий отчет: Взаимодействие грунта и конструкции и основания. 6-я Панамериканская конференция по механике грунтов и проектированию фундаментов, 2–7 декабря, Лима, Перу, 109–140.

Боровицка, Х. (1943): Über ausmittig belastete starre Platten auf elastischisotropem Untergrund.Ingenieur-Archiv, XIV. Band, Heft 1, Springer Verlag, Berlin, 1–8.

Lang, H.J .; Huder, J .; Аманн, П. (2003): Bodenmechanik und Grundbau. 7. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Смолчик, У .; Фогт, Н. (2009): Flachgründungen. Grundbautaschenbuch, часть 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. 7. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 1–71.

Винклер, Э. (1867): Die Lehre von der Elastizität und Festigkeit. Verlag Dominicus, Прага, Чехия.

Охде, Дж.(1942): Die Berechnung der Sohldruckverteilung unter Gründungskörpern. Der Bauingenieur 23, Германия, Heft 14/16, 99–107 и 122–127.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2005): DIN 1054 «Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов». Beuth Verlag, Берлин.

Katzenbach, R .; Болед-Мекаша, Г .; Вахтер, С. (2006): Gründung turmar-tiger Bauwerke. Beton-Kalender, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 409–468.

Deutsches Institut für Normung e.V.(2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под фундаментом мелкого заложения. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под фундаментом мелкого заложения — Примеры расчетов. Beuth Verlag, Берлин.

Прандтль, Л. (1920): Über die Härte plastischer Körper. Nachrichten von der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Mathematische Klasse, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 4019 Почва: Анализ оседания. Beuth Verlag, Берлин.

Arbeitskreis Berechnungsverfahrender Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e.V. (1993): Empfehlungen Verformungen des Baugrund bei bauli-chen Anlagen: EVB. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Skempton, A.W .; Макдональд, Д.Х. (1956): Допустимые поселения зданий. Труды Института гражданского строительства, 10 мая, Лондон, Великобритания, 727–783.

Бьеррум, Л. (1973): Допустимые осадки конструкций.Норвежский геотехнический институт, публикация Nr. 98, Осло, Норвегия, 1–3.

Schultze, E .; Мухс, Х. (1967): Bodenuntersuchungen für Ingenieurbauten. 2. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Ziegler, M. (2012): Geotechnische Nachweise nach EC 7 und DIN 1054: Einführung mit Beispielen. 3. Auflage, Wilhelm Ernst & Sohn, Берлин.

Dörken, W .; Dehne, E .; Клиш, К. (2012): Grundbau in Beispielen Teil 2. 5. Auflage, Werner Verlag, Нойвид, Германия.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 18196 Земляные работы и фундаменты: Классификация грунтов для целей гражданского строительства. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1996): DIN 18126 Почва, исследование и испытания: определение плотности несвязных грунтов для максимальной и минимальной плотности. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 18127 Почва, исследование и испытание: тест Проктора. Beuth Verlag, Берлин.

Зоммер, Х. (1976): Setzungen von Hochhäusern und benachbarten Anbauten nach Theorie und Messungen.Vorträge der Baugrundtagung в Нюрнберге, Германия, 141–169.

Зоммер, Х. (1978): Messungen, Berechnungen und Konstruktives bei der Gründung Frankfurter Hochhäuser. Vorträge der Baugrundtagung в Дюссельдорфе, Германия, 205–211.

Sommer, H .; Tamaro, G .; ДеБенедитис, К. (1991): Башня Messeturm, фундамент самого высокого здания в Европе. Материалы 4-й Международной конференции по свайным и глубоким фундаментам, апрель, Стреза, Италия, 139–145.

Katzenbach, R .; Леппла, С.; Зайп, М. (2011): Das Verformungsverhalten des Frankfurter Tons infolge Baugrundentlastung. Bauingenieur 86, May, Springer VDI Verlag, Дюссельдорф, Германия, 233–240.

Katzenbach, R .; Леппла, С. (2013): Деформационное поведение глины из-за разгрузки и последствия для строительных проектов в городских районах. 18-я конференция Международного общества механики грунтов и инженерной геологии, 2–6 сентября, Париж, Франция, Vol. 3, 2023–2026.

Katzenbach, R. (1995): Hochhausgründungen im setzungsaktiven Frankfurter Ton.10. Христиан Ведер Коллоквиум, 20 апреля, Грац, Австрия, 44–58.

Моос, Г. (1976): Hochhaus Senckenberganlage во Франкфурте-на-Майне. Ph. Holzmann AG, Technischer Bericht, Франкфурт, Германия, 1–25.

Gravert, F.W. (1975): Ein Beitrag zur Gründung von Hochhäusern auf bindigen Böden. Deutsche Konferenz Hochhäuser, Deutsche Gruppe der Internationalen Vereinigung für Brückenbau und Hochbau, 2–4 октября, Майнц, Германия, 216–224.

Stroh, D .; Katzenbach, R. (1978): Der Einfluss von Hochhäusern und Baugruben auf die Nachbarbebauung.Bauingenieur 53, Springer-Verlag, Berlin, 281–286.

Katzenbach, R .; Bachmann, G .; Болед-Мекаша, Г .; Рамм, Х. (2005): Комбинированные свайно-плотные фундаменты (CPRF): подходящее решение для фундамента высотных зданий. Словацкий строительный журнал, № 3, 19–29.

Проектирование опорной площадки — Руководство по конструкции

Рабочий пример Еврокода 2: Проектирование опорной площадки
Основные шаги
01. Рассчитайте размер опоры с учетом допустимого давления на опору и рабочей нагрузки.
02. Рассчитайте давление в подшипнике для предельных нагрузок
03. Проверьте вертикальный сдвиг (сдвиг на торце колонны)
04. Проверьте сдвиг при продавливании
05. Рассчитайте арматуру на изгиб
06. Проверьте сдвиг в критическом сечении

. Пример конструкции

  • Динамическая нагрузка 400 кН
  • Собственная нагрузка 900 кН
  • Допустимое давление в подшипнике 175 кН
  • fck 30 Н / мм2
  • fyk 500 Н / мм2
  • Размер колонны 400 мм
  • Принять 150 кН в качестве веса опоры

Расчет основания Площадь

Расчетная эксплуатационная нагрузка = 1.0Gk + 1.0Qk
= 900 +150 + 400
= 1450 кН

Требуемая площадь опоры = 1450/175
= 8,3 м2
Следовательно, обеспечьте квадратную опору 2,9 м (площадь 8,41 м2)
Расчет предельных нагрузок

Осевая нагрузка = 1,35 Gk + 1,5 Gk
= 1,35 * 900 + 1,5 * 400
= 1815 кН

Предельное давление = 1815 / (2.9 * 2.9)
= 216 кН / м2

Проверка соответствия толщины основания

Проверка максимального сдвига

Допустим, толщина основания 500 мм, стержни диаметром 16 мм у основания и покрытия арматуры равны 40 мм

d = 500- 40-16 / 2
= 452 мм
Макс. Сопротивление сдвигу
VRD, макс. = 0,5ud [0,6 (1-fck / 250)] (fck / 1,5)
= 0.2-4,17)
= 915,84 кН
Напряжение сдвига = VEd / (периметр * d)
= 915,84 * E3 / (7280 * 452)
= 0,28
Напряжение сдвига не такое большое, поэтому можно использовать толщину 500 мм

Усиление изгиба
Рассмотрим критическое сечение (на торце колонны)

MEd = 216 * 2,9 * (2,9 / 2-0,4 / 2) * (2,9 / 2-0,4 / 2) / 2
= 490 кНм
K = M / [b * ( d ^ 2) * fck]
K = 490 * E6 / [1000 * (452 ​​^ 2) * 30]
K = 0.0,5]
z = 417,5 мм (Z / d = 0,92 <0,95)

As = M / (0,87 * fyk * z)
As = 490 * E6 / (0,87 * 500 * 417,5
= 2698 мм2
Обеспечьте T25 @ 175 мм расстояние (как предусмотрено = 2804 мм2)
ИЛИ вы можете увеличить глубину основания, чтобы уменьшить площадь армирования.

Проверка на продавливание
As / (bd) = 2698 / (1000 * 452)
= 0.006
= 0,6% <2%
Следовательно,
Напряжение сдвига = 0,4 Н / мм2

VRd, c = 0,4 * 7280 * 542
= 1316,2 кН> 915,84 кН
Следовательно, сдвиг при продавливании в порядке.

Проверка на максимальный сдвиг
Рассмотрите поверхность формы 1,0d колонны

Расчетное усилие сдвига = 216 * 2,9 * 0,798
= 499,9 кН
Как указано выше
VRd, c @ 1.0d = 0,4 * 1000 * 452
= 180,8 кН <499,9 кН
Следовательно, требуется усиление на сдвиг
.
Обычно усиление сдвига для подушек не предусмотрено. Следовательно, толщину основания можно увеличить и переделать конструкцию, как это было сделано выше.

Проектирование фундамента | Tekla

Фундамент — одна из самых важных частей конструкции и одна из самых дорогих. Несложные, конструктивные и экономичные фундаменты являются основой успешного проектирования конструкций как на простых, так и на сложных участках.Tedds повышает производительность и качество строительства и строительства, заменяя повторяющиеся трудоемкие ручные расчеты автоматизированными расчетами конструкции фундамента. Это делает проектирование фундамента более эффективным, так что вы можете надежно создавать простые, но безопасные конструкции, которые ускоряют строительство в земле.

Анализ и проектирование опор

Tedds поддерживает анализ и проектирование опор для Еврокода и США. Эти расчеты позволяют быстро проверить расчет и проектирование или только анализ подушечного или ленточного фундамента из железобетона или простого бетона.

Анализ свай

Чтобы ускорить время проектирования фундамента, этот расчет анализа свай как для Еврокода, так и для США, выполняет статический анализ стойкости одиночных свай, забитых или пробуренных, в пластах из нескольких геоматериалов. Стальные, бетонные или деревянные сваи можно анализировать на сжимающие и растягивающие осевые нагрузки и боковые нагрузки. Расчет боковой нагрузки предназначен только для коротких жестких свай.

Конструкция заглушки

Этот расчет заглушки свай для Еврокода и США проверяет конструкцию заглушек, поддерживающих одну колонну с количеством свай до 9.Колонна может подвергаться осевому сжатию или растяжению, сдвигающим нагрузкам и двухосному изгибу. Возможные варианты нагрузки включают постоянную, вынужденную, снеговую и ветровую для всех типов нагрузки. Могут быть определены постоянные и наложенные дополнительные нагрузки. Стальные, бетонные или деревянные сваи можно определить по прочности на сжатие, растяжение и сдвиг. Определенные мощности сравниваются с результатами анализа.

Бетонная плита / плита на грунте

Этот конкретный расчет позволяет быстро оценить способность элементов плота выдерживать различные нагрузки без превышения допустимого опорного давления.Он также определяет количество арматуры, необходимой для поддержки нагрузок при перекрытии теоретических круговых углублений в грунте, которые, как предполагается, образуются под плотом.

Проектирование стальных шпунтовых свай

Этот расчет для конструкции стальных шпунтовых свай Еврокод и США проверяет устойчивость консольной или подпертой / связанной стены из стальных шпунтовых свай. Он определяет требуемую минимальную длину заделки, а затем рассчитывает минимальный требуемый модуль упругости пластического сечения на метр длины стены.При необходимости расчет определит усилие на стяжке / стойке.

Получите БЕСПЛАТНУЮ 45-дневную полную пробную версию здесь

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Справка службы автоматизации Bentley

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Bentley i-model Composition Server для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора геопространственного управления ProjectWise

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Ознакомительные сведения об управлении геопространственными данными ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Услуги цифрового двойника активов

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительное проектирование

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для Building Designer Help

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

OpenBuildings GenerativeComponents Readme

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Дренаж и коммунальные услуги

Справка по OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка по конструктору надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

OpenSite Designer ReadMe

Инфраструктура связи

Справка по Bentley Coax

Справка по PowerView по Bentley Communications

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительный ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

Руководство по установке сервера рабочих пакетов ConstructSim

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергетическая инфраструктура

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода 2D PLAXIS

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка по Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка по Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Управление активами линейной инфраструктуры

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Картография и геодезия

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Справка по карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Проектирование шахты

Помощь по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности и аналитика

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование и визуализация

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Анализ морских конструкций

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Проектирование

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения об OpenPlant Isometrics Manager

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения об OpenPlant Orthographics Manager

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка по PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Выполнение проекта

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Моделирование реальности

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Структурный анализ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Закройте пробел в сотрудничестве (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

Программа физического моделирования STAAD.Pro

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise

(PDF) Расчет ленточного фундамента на твердом упругом основании с учетом карстового обрушения

3

1234567890

ITE8 IOP Publishing

IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 221 (2017) 012023 doi: 10.1088 / 1757-899X / 221/1/012023

Однако реализация этих мер не всегда исключает возможность развития

карстовых деформаций, а в некоторых случаях становится технически невозможно или нецелесообразно их использовать.

В этом случае предусматриваются строительные мероприятия, назначенные на основании расчета фундаментов

и

подземных сооружений с учетом возможного развития карстовых деформаций

[14, 15].

Строительство фундаментов зданий, возведенных на карстовых участках, имеет свои

характеристики. Расчеты фундаментов выполнены на основе прогноза размеров

карстовых проявлений

и вероятности их образования в основании проектируемого здания.

Расчетные места повреждений различаются и назначаются исходя из наиболее неблагоприятных условий эксплуатации

фундамента.Основы расчета задач на карстовых грунтах с учетом

с учетом совместной работы с надземными сооружениями решаются на компьютере.

Известные аварийные здания и строительные объекты в карстовых областях включали геотехническую категорию опасности

. Деформация из-за проседания земной поверхности передается формой оседания

. В этой надстройке конструкция не срезана по вертикали, а сжимается с боков смещения

в свободное пространство.Поскольку смещение породы к центру тяжести пустотелого пространства также формируется вдоль горизонтального движения к вертикальному, что может вызвать удлинение или укорочение поверхностных структур

на месте расположения площадки, приводит к тому, что строительство растягивающегося или

сжатие. Эти или другие элементы процесса перемещаются по-разному, действуют на структуру в целом или на ее

отдельную структуру. Соответственно, требуются различные меры безопасности или специальные работы.Равномерное нанесение

не создает дополнительных напряжений при строительстве зданий и поэтому не учитывается при проектировании и расчетах. Тем не менее, это может повлиять на условия санитарии

и относительный подъем грунтовых вод к поверхности, что приведет к сооружению баз гидратации. В добавлении

могут быть проблемы с подземными коммуникациями.

Разница в скорости седиментации приводит к наклону базовой структуры, который составляет

для максимума перехода от выпуклой части к проседанию вогнутой части.В связи с этим в

возникают дополнительные горизонтальные составляющие силы перекоса наряду с обычными вертикальными силами

, которые вызывают изгибающие моменты в строительных конструкциях. Напряжения, возникающие от изгибающих моментов

, зависят от прочности на изгиб и прочности соединения структурно связанных частей конструкции. Большинство зданий

имеют некоторую жесткость, поэтому они могут до некоторой степени следовать кривизне без повреждений.

При более жесткой опорной конструкции возможна более высокая концентрация напряжений [16].

При внезапном образовании провалов на грунте в некоторых частях конструкции образуются

пролетами фундамента и консоли. В этих случаях происходит перераспределение напряжений и, следовательно, неравномерное распределение нагрузки

конструкций на подложке, при этом нагрузка не может быть частично перераспределена. В конструкции

имеются сжимающие и растягивающие напряжения, которые могут восприниматься только до определенной степени,

— предел прочности при растяжении, превышающий трещину пласта.

При статическом анализе конструкций должна применяться обоснованная оценка диаметра разрушения, а также

учитывает глубину и частоту карста. Программы исследований преследуют следующие цели

: объекты с высоким риском карсто-разрушения должны быть тщательно защищены конструктивно,

необходимо для мониторинга возможных деформаций. При больших очагах поражения зачастую экономичнее

демонтировать

постройки и начать новое строительство [17, 18].

Теоретический анализ балок на упругом основании имеет большое значение в строительной практике.

Специалистам инженерных сооружений часто приходится прибегать к многократному проектированию при поиске эффективных форм

строительства этих зданий. В первую очередь это относится к зданиям на мягком грунте, ленточным фундаментам

,

железобетонных виадуках, плавучим мостам, высотным фундаментам знаний, подкрановым путям, этажам

промышленных зданий, бетонным покрытиям и аэродромам [19].На строительство

таких объектов уходит

почти половина бетона, используемого в строительстве. Такие огромные материальные и финансовые затраты требуют пристального внимания к вопросам расчета конструкций на упругом основании. Задачи

, связанные с исследованием конструкций, лежащих на упругом основании, представляют собой одну из наиболее актуальных, сложных

и интересных задач строительной механики. В последнее время внимание к этим проблемам

все больше растет.С одной стороны, это связано с насущными потребностями инженерной практики, а на

, с другой — развитием и совершенствованием методов расчета. Большую роль играет нелинейный расчет

плиты перекрытия из стального фибробетона в предельном состоянии эксплуатационной пригодности с помощью RFEM

.

Конструкция плиты перекрытия из бетона, армированного стальным волокном, состоит из расчета предельного состояния по конечному состоянию и расчета по предельному состоянию по пригодности к эксплуатации.Процедура выполнения расчета по предельному состоянию уже была объяснена в предыдущей технической статье. Расчет предельного состояния эксплуатационной пригодности теперь выполняется для плиты перекрытия, описанной в этой предыдущей статье. В этой статье показано, как выполнить соответствующий дизайн для SLS с помощью итеративно определенных результатов FEA.

Введите топологию и нагрузки

Геометрия пластины и приложенные нагрузки передаются из расчета по предельному состоянию (см. Упомянутую выше техническую статью).

Рисунок 01 — Плита перекрытия со стеллажными нагрузками

При расчетах предельных состояний эксплуатационной пригодности также необходимо учитывать положительные эффекты усадки. При усадке плита перекрытия хочет сжаться. Из-за взаимного соединения или трения плиты перекрытия о грунт возникают растягивающие напряжения, которые необходимо учитывать. Опорная плита заделывается в следующую структуру слоев (сверху вниз): опорная плита, пленка в качестве разделительного слоя, изоляция по периметру, нижний бетонный слой, грунт.Согласно [3], таблица 4.19, для этой слоистой структуры рекомендуется коэффициент трения μ 0 0,8. Для расчетного значения μ 0, d авторы [3] рекомендуют частичный коэффициент запаса прочности γ R = 1,25.

μ 0, d = γ R ⋅ μ 0 = 1,25 ⋅ 0,8 = 1,0

В RFEM коэффициент трения μ 0, d можно определить как нелинейность поверхностно-упругого основания. На рисунке 02 показан вариант настройки в программе.

Рисунок 02 — Определение коэффициента трения в параметрах поверхностно-упругого основания

В случае промышленных плит перекрытия вертикальная нагрузка имеет большое значение для формирования положительного воздействия из-за деформации усадки. Перед приложением нагрузок стеллажа и хранимых товаров доступен только собственный вес плиты перекрытия. В результате сопротивление трению нижней плиты перекрытия относительно невелико.Растягивающая сила N ctd , возникающая в результате трения (относительно полосы шириной 1 м) в плите пола, определяется следующим образом.

N ctd = μ 0, d ⋅ σ 0 ⋅ L / 2
где
N ctd … Расчетное значение для определения растягивающего напряжения в плите перекрытия при достижении силы трения
μ 0, d … Расчетное значение трения
σ 0 … Контактное напряжение с грунтом
L … Длина опорной плиты при перемещении по грунту

σ 0 = 0.19 м ⋅ 1,0 м ⋅ 25 кН / м² = 4,35 кН / м² (собственный вес плиты)

N ctd = 1,0 ⋅ 4,75 кН / м² ⋅ 24,40 м / 2 = 57,95 кН / м

Максимум результирующее растягивающее напряжение σ ct, d в результате трения, таким образом, приводит к
σ ct, d = N ctd / A ct = 57,95 кН / м / 0,19 м = 305 кН / м² = 0,305 МН / м² f ctm, fl = 2,9 МН / м².

Напряжение при растяжении бетона, возникающее в результате трения под собственным весом плиты перекрытия, меньше прочности бетона на растяжение f f ctm, fl .В результате деформация усадки может быть устранена от трещин под собственным весом плиты.

Однако после приложения нагрузок на полку / опорных реакций из-за повышенных сил трения под более высокими опорами полки возникают удерживающие силы, которые необходимо учитывать при расчетах. В этом проекте время приложения нагрузок на полку предполагается равным t = 180 дней после бетонирования плиты перекрытия. Для расчета деформации усадки t s = 7 дней используется как начало усадки и t = 18 250 дней как конец использования.Кроме того, предполагается относительная влажность 50%. Деформация усадки применяется как внешняя поверхностная нагрузка с помощью типа нагрузки осевой деформации. На этом этапе мы хотели бы указать, что вы можете использовать вспомогательный инструмент в диалоговом окне «Нагрузка на поверхность», который позволяет легко определять деформацию усадки.

Рисунок 03 — Создание поверхностной нагрузки из-за усадки

При применении деформации усадки необходимо учитывать, что усадка не вызывает каких-либо ограничений в пластине до момента времени t = 180 дней.Следовательно, только положительная деформация усадки ε cs, wk должна применяться для расчета в момент времени t = 18 250 дней. Он рассчитывается как разница деформаций усадки при t = 18 250 и t = 180 дней. Подробный расчет индивидуальных деформаций усадки в этой статье не описывается.

ε cs, wk = ε cs (18,250, 7) — ε cs (180, 7) = -0,515 ‰ — (-0,258 ‰) = 0,257 ‰

Положительная деформация усадки определяется как дополнительная нагрузка, учтенная в комбинаторике нагрузок для времени t = 18 250 дней.

Рисунок 04 — Определение положительной деформации усадки

Для расчета предельного состояния эксплуатационной пригодности требуется расчетная ситуация «Квазипостоянная». Учитывается переменная нагрузка для складских помещений с коэффициентом комбинирования ψ 2 = 0,8. Эти сочетания нагрузок используются для расчета напряжений, а также для ограничения ширины трещин, вызванных действием нагрузки.

Чтобы учесть воздействие усадки в конце использования (t = 18,250 дней), ранее созданные комбинации нагрузок копируются, а вариант нагружения «Усадка» добавляется к положительной деформации усадки ε cs, wk .Эти сочетания нагрузок используются позже для анализа ширины трещины под действием нагрузки с ограничением.

Определение свойств материала для расчета предельного состояния эксплуатационной пригодности

Используйте модель материала «Isotropic Damage 2D / 3D» дополнительного модуля RF-MAT NL для отображения поведения материала армированного стальным волокном бетона в RFEM. Мы используем бетон C30 / 37 L1.2 / L0.9 в качестве бетона, армированного стальной фиброй, в соответствии с DIN EN 1992-1-1 [2] и директивой Немецкого комитета по железобетону (DAfStb) в отношении бетона, армированного стальной фиброй [1 ] с двумя классами производительности L1 / L2 = L1.2 / L0.9. Для нелинейного расчета мы применяем параболическое распределение согласно 3.1.5 [2] на стороне сжатия диаграммы напряжения-деформации. На рисунке 05 показано характерное распределение рабочей линии вышеупомянутого бетона, армированного стальными волокнами.

Рисунок 05 — Характеристическая рабочая линия C30 / 37 L1.2 / L0.9

Мы должны использовать характеристическую кривую напряжения-деформации для предельного состояния эксплуатационной пригодности.В качестве справки по допустимым значениям ввода или помощи для расчета точек диаграммы вы можете загрузить файл Excel в конце этой технической статьи. Вы можете перенести эти точки диаграммы в диалоговое окно ввода RFEM с помощью буфера обмена (см. Также рекомендации в статье о конструкции ULS).

Расчет предельного состояния эксплуатационной пригодности

При выполнении расчета предельного состояния эксплуатационной пригодности необходимо рассчитать максимально допустимые предельные напряжения

  • в соответствии с 7.2, DIN EN 1992-1-1 [2],
  • ширина трещин согласно 7.3, DIN EN 1992-1-1 [2] и
  • деформации согласно 7.4, DIN EN 1992-1-1 [2].

После успешного нелинейного расчета опорной плиты, деформации и напряжения на верхней и нижней стороне оцениваются и используются для индивидуальных расчетов.

A) Расчет предельных напряжений

Расчет максимального напряжения сжатия бетона согласно 7.2 (3) [2] выполняется, если максимальное сжимающее напряжение бетона остается меньше 0.45 ⋅ f ck при квазипостоянной нагрузке. Для этого минимальные напряжения на верхней и нижней стороне проверяются из расчета FEM и сравниваются с предельным значением.

Верхняя сторона:
максимальное напряжение сжатия σ 2- = | — 8,5 | Н / мм² <0,45 ⋅ f ck = 13,5 Н / мм²

Нижняя сторона:
максимальное напряжение сжатия σ 2+ = | — 3,1 | Н / мм² <0,45 ⋅ f ck = 13,5 Н / мм²

На рисунке 06 показано максимальное сжимающее напряжение на верхней стороне (-z) фундаментной плиты.

Рисунок 06 — Максимальное сжимающее напряжение на верхней стороне плиты

Поддержание максимального напряжения сжатия бетона успешно проверено.

Расчет ограничения максимального напряжения арматурной стали согласно 7.2. (4) и (5) [2] здесь не выполняются, потому что нет армирующей стальной арматуры.

B) Анализ ширины трещины по действию нагрузки

Анализ ширины трещины выполняется, с одной стороны, для чистого воздействия нагрузки (в момент времени t = 180 дней), а с другой стороны, с дополнительным учетом подлежащих ограничению к усадке в конце использования (t = 18 250 дней).См. Также пояснения относительно усадки выше.

Ширина существующей трещины определяется на основе комбинации квазипостоянного воздействия. Существующая ширина трещины является результатом интегрирования определяющих деформаций по ширине полосы трещины. Пропускная способность трещины различна для каждой ситуации нагрузки, и ее нужно брать вручную из результатов расчета МКЭ. Ширина полосы трещины перпендикулярна рассматриваемому направлению деформации и включает деформации, превышающие деформацию трещины ε cr = 0.1 ‰.

$ {\ mathrm w} _ {\ mathrm k, \ mathrm {vorh}} \; = \; \ int {\ mathrm \ varepsilon} _ {\ mathrm {wk}} \ mathrm {dl} $
, где
ε Wk … Деформация растяжения в полосе трещин
дл … Дифференциал ширины полосы трещин

Чтобы отобразить пределы полос трещин в RFEM, вы также можете управлять цветовой панелью таким образом, чтобы деформация была больше чем отображается деформация трещины (см. Рисунок 07).

Рисунок 07 — Отображение ширины полосы трещин для трещин, перпендикулярных оси x

Для оценки деформации и ширины полосы трещин мы рекомендуем создать сечение для каждой рассматриваемой полосы трещины в RFEM.В этом разделе вы можете легко найти среднюю деформацию растяжения и ширину полосы трещин. Сечение должно быть определено параллельно отображаемому направлению деформации. Ширина трещины, перпендикулярной оси x на нижней стороне, является определяющей в анализируемой плите. На рисунке 08 показано созданное сечение со средним значением деформаций растяжения и интегральной длины.

Рисунок 08 — Сечение по ширине трещины

Существующая ширина трещины w k, prov в результате действия чистой нагрузки (t = 180 дней) дает
w k, prov, x = 0.219 ⋅ 1,172 м = 0,26 мм <0,3 мм (для экспозиционного класса XC 2).

C) Анализ ширины трещины по действию нагрузки и воздействию из-за ограничения

Анализ ширины трещины из-за действия нагрузки с ограничением от усадки приводит к результатам в конце срока службы. При расчете ширины трещины с использованием деформаций из расчета МКЭ важно убедиться, что напряжение, вызывающее деформацию, определяется простым пересчетом. Это можно объяснить усадочными характеристиками пластины до момента времени t = 180 дней.Если пластина может сжиматься без ограничений, расчет методом конечных элементов приводит к деформации, равной деформации усадки. Результирующее напряжение равно нулю. Растягивающее напряжение возникает только тогда, когда возникает так называемая деформация, вызывающая напряжение ε wk, ограничение .

ε нед, ограничение = ε FEM + | ε cs, wk |
, где
ε нед, ограничение … деформация, вызывающая напряжение
ε FEA … деформация из расчета FEM
ε cs, wk … деформация усадки

Чтобы определить ширину полосы трещины в RFEM, необходимо сначала определить деформацию конечного элемента, при которой элемент растрескивается под приложенным ограничением.

ε cr, FEM, ограничение = ε cs, wk + ε cr = -0,257 ‰ + 0,1 ‰ = -0,157 ‰

На рисунке 09 показан управляющий участок для расчета ширины трещины с действием нагрузки и эффекты из-за сдержанности. Чтобы учесть деформации по ширине полосы трещины, сечение необходимо разделить на несколько участков.

Рисунок 09 — Оценка деформации для расчета ширины трещины с ограничением

Существующая ширина трещины рассчитывается следующим образом:
$ {\ mathrm w} _ {\ mathrm k, \ mathrm {prov}} \; = \; \ int {\ mathrm \ varepsilon} _ {\ mathrm {wk} , \ mathrm {zwang}} \ mathrm {dl} $.

w k, prov, y = (-0,089 ‰ + 0,257 ‰) ⋅ 0,335 м + (0,059 ‰ + 0,257 ‰) ⋅ 0,450 м + (-0,093 ‰ + 0,257 ‰) ⋅ 0,402 m = 0,27 мм <0,30 мм (для класса экспозиции XC 2)

Ширина трещины может быть проверена.

D) Анализ деформации

Максимальные деформации могут быть взяты непосредственно из результатов RFEM. Общее смещение при квазипостоянной нагрузке составляет 32,8 мм. Разница деформации опорной плиты возникает из разницы минимальной и максимальной деформации и составляет 32,8 мм — 9 мм = 23,8 мм (см. Рисунок 10).

Рисунок 10 — Деформация опорной плиты при квазипостоянной нагрузке

Допустимые предельные значения и соответствующая совместимость системы для стойки должны быть согласованы с производителем стойки.

Наконец, мы хотели бы указать на очень полезные рекомендации по выполнению нелинейных расчетов с моделью материала «Isotropic Damage 2D / 3D» в технической статье о расчете окончательного предельного состояния.